Ang mga microbiological na proseso ay malawakang ginagamit sa iba't ibang sektor ng pambansang ekonomiya. Maraming mga proseso ang nakabatay sa mga metabolic reaction na nangyayari sa panahon ng paglaki at pagpaparami ng ilang microorganism.

Sa tulong ng mga microorganism, ang mga protina ng feed, enzymes, bitamina, amino acids, organic acids, atbp ay ginawa.

Ang mga pangunahing grupo ng mga microorganism na ginagamit sa industriya ng pagkain ay bacteria, yeasts at molds.

bakterya. Ginamit bilang causative agent ng lactic acid, acetic acid, butyric, acetone-butyl fermentation.

Ang kultural na lactic acid bacteria ay ginagamit sa paggawa ng lactic acid, sa baking, at minsan sa paggawa ng alkohol. Binago nila ang asukal sa lactic acid ayon sa equation

C6H12O6 ® 2CH3 – CH – COOH + 75 kJ

Ang totoo (homofermentative) at hindi totoo (heterofermentative) lactic acid bacteria ay kasangkot sa paggawa ng rye bread. Ang mga homofermentative ay kasangkot lamang sa pagbuo ng acid, habang ang mga heterofermentative, kasama ang lactic acid, ay bumubuo ng mga volatile acid (pangunahin ang acetic), alkohol at carbon dioxide.

Sa industriya ng alkohol, ang lactic acid fermentation ay ginagamit upang ma-acidify ang yeast wort. Ang mga bakterya ng ligaw na lactic acid ay nakakaapekto sa mga teknolohikal na proseso ng mga halaman ng pagbuburo, pinalala ang kalidad ng mga natapos na produkto. Ang nagreresultang lactic acid ay pumipigil sa mahahalagang aktibidad ng mga extraneous microorganism.

Ang butyric fermentation, na dulot ng butyric bacteria, ay ginagamit upang makagawa ng butyric acid, na ang mga ester ay ginagamit bilang aromatics.

Ang butyric acid bacteria ay nagpapalit ng asukal sa butyric acid ayon sa equation

C6H12O6 ® CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + H2 + Q

Ang acetic acid bacteria ay ginagamit upang makagawa ng suka (acetic acid solution), dahil. nagagawa nilang i-oxidize ang ethyl alcohol sa acetic acid ayon sa equation

C2H5OH + O2 ® CH3COOH + H2O +487 kJ

Ang acetic acid fermentation ay nakakapinsala sa produksyon ng alkohol, dahil. humahantong sa pagbaba sa ani ng alak, at sa paggawa ng serbesa ito ay nagiging sanhi ng pagkasira ng serbesa.

lebadura. Ginagamit ang mga ito bilang mga ahente ng pagbuburo sa paggawa ng alkohol at serbesa, sa paggawa ng alak, sa paggawa ng kvass ng tinapay, sa pagluluto ng hurno.

Para sa produksyon ng pagkain, ang yeast ay mahalaga - saccharomycetes, na bumubuo ng mga spores, at hindi perpektong lebadura - non-saccharomycetes (yeast-like fungi), na hindi bumubuo ng mga spores. Ang pamilyang Saccharomyces ay nahahati sa ilang genera. Ang pinakamahalaga ay ang genus na Saccharomyces (saccharomycetes). Ang genus ay nahahati sa mga species, at ang mga indibidwal na uri ng isang species ay tinatawag na mga lahi. Sa bawat industriya, hiwalay na lahi ng yeast ang ginagamit. Makilala ang lebadura na dinurog at patumpik-tumpik. Sa mga cell na tulad ng alikabok, sila ay nakahiwalay sa isa't isa, habang sa mga patumpik na selula, sila ay magkakadikit, bumubuo ng mga natuklap, at mabilis na tumira.

Ang lebadura sa kultura ay kabilang sa pamilyang S. cerevisiae ng Saccharomycetes. Ang pinakamainam na temperatura para sa pagpapalaganap ng lebadura ay 25-30 0С, at ang pinakamababang temperatura ay tungkol sa 2-3 0С. Sa 40 0C, huminto ang paglago, namamatay ang yeast, at sa mababang temperatura, humihinto ang pagpaparami.

Mayroong itaas at ibabang mga fermenting yeast.

Sa mga kultural na yeast, kasama sa bottom-fermenting yeast ang karamihan sa wine at beer yeast, at ang top-fermenting yeast ay kinabibilangan ng alcohol, baker's at ilang lahi ng brewer's yeast.

Tulad ng nalalaman, sa proseso ng alkohol na pagbuburo mula sa glucose, dalawang pangunahing produkto ang nabuo - ethanol at carbon dioxide, pati na rin ang mga intermediate na pangalawang produkto: gliserol, succinic, acetic at pyruvic acid, acetaldehyde, 2,3-butylene glycol, acetoin , mga ester at fusel na langis (isoamyl , isopropyl, butyl at iba pang alkohol).

Ang pagbuburo ng mga indibidwal na asukal ay nangyayari sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod, dahil sa bilis ng kanilang pagsasabog sa yeast cell. Ang glucose at fructose ay ang pinakamabilis na fermented ng yeast. Sucrose, bilang tulad, mawala (inverts) sa daluyan sa simula ng pagbuburo sa ilalim ng pagkilos ng yeast enzyme b - fructofuranosidase, na may pagbuo ng glucose at fructose, na kung saan ay madaling gamitin ng cell. Kapag walang glucose at fructose na natitira sa medium, ang yeast ay kumakain ng maltose.

Ang lebadura ay may kakayahang mag-ferment ng napakataas na konsentrasyon ng asukal - hanggang sa 60%, pinahihintulutan din nila ang mataas na konsentrasyon ng alkohol - hanggang sa 14-16 vol. %.

Sa pagkakaroon ng oxygen, humihinto ang pagbuburo ng alkohol at ang lebadura ay nakakakuha ng enerhiya mula sa paghinga ng oxygen:

C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 2824 kJ

Dahil ang proseso ay mas masiglang mayaman kaysa sa proseso ng pagbuburo (118 kJ), ang lebadura ay gumugugol ng asukal nang mas matipid. Ang pagwawakas ng fermentation sa ilalim ng impluwensya ng atmospheric oxygen ay tinatawag na Pasteur effect.

Sa paggawa ng alkohol, ginagamit ang nangungunang lebadura ng species na S. cerevisiae, na may pinakamataas na enerhiya sa pagbuburo, na bumubuo ng maximum na alkohol at nag-ferment ng mono- at disaccharides, pati na rin ang bahagi ng dextrins.

Sa lebadura ng panadero, pinahahalagahan ang mabilis na lumalagong mga karera na may mahusay na lakas sa pag-angat at katatagan ng imbakan.

Sa paggawa ng serbesa, ginagamit ang bottom-fermenting yeast, na inangkop sa medyo mababang temperatura. Dapat silang malinis sa microbiologically, may kakayahang mag-flocculate, mabilis na tumira sa ilalim ng fermenter. Temperatura ng pagbuburo 6-8 0C.

Sa winemaking, ang mga yeast ay pinahahalagahan, na mabilis na dumami, ay may kakayahang sugpuin ang iba pang mga uri ng lebadura at mikroorganismo at bigyan ang alak ng angkop na palumpon. Ang mga yeast na ginagamit sa paggawa ng alak ay S. vini at ferment glucose, fructose, sucrose at maltose nang masigla. Sa winemaking, halos lahat ng produksyon ng yeast culture ay nakahiwalay sa mga batang alak sa iba't ibang lugar.

Zygomycetes- fungi ng amag, gumaganap sila ng mahalagang papel bilang mga producer ng enzyme. Ang mga fungi ng genus na Aspergillus ay gumagawa ng amylolytic, pectolytic at iba pang mga enzyme, na ginagamit sa industriya ng alkohol sa halip na malt para sa starch saccharification, sa paggawa ng serbesa kapag ang malt ay bahagyang pinalitan ng hindi na-malted na hilaw na materyales, atbp.

Sa paggawa ng citric acid, ang A. niger ay ang causative agent ng citrate fermentation, na nagko-convert ng asukal sa citric acid.

Ang mga mikroorganismo ay gumaganap ng dalawahang papel sa industriya ng pagkain. Sa isang banda, ito ay mga kultural na mikroorganismo, sa kabilang banda, ang isang impeksiyon ay nakukuha sa produksyon ng pagkain, i.e. mga dayuhang (ligaw) na mikroorganismo. Ang mga ligaw na mikroorganismo ay karaniwan sa kalikasan (sa mga berry, prutas, sa hangin, tubig, lupa) at mula sa kapaligiran ay napupunta sa produksyon.

Upang makasunod sa tamang sanitary at hygienic na rehimen sa mga negosyo ng pagkain, ang pagdidisimpekta ay isang epektibong paraan upang sirain at sugpuin ang pagbuo ng mga dayuhang mikroorganismo.

Basahin din:

II. MGA KINAKAILANGAN SA LABOR PROTECTION PARA SA ORGANIZATION OF WORKS (PROCESSES PROCESSES) SA PRODUKSYON AT PAGPROSESO NG ISDA AT SEAFOOD
Tema: Information technologien (Information technology)
V. Kumpetisyon sa pagitan ng mga import at domestic production
Awtomatikong produksyon.
Aktibong bahagi ng mga fixed production asset
Pagsusuri ng paggamit ng mga kagamitan sa produksyon.
Pagsusuri ng paggamit ng mga kapasidad ng produksyon.
Pagsusuri ng mga pangunahing tagapagpahiwatig ng ekonomiya ng mga industriya ng produksyon
PAGSUSURI NG PRODUKSYON AT MGA GAWAING PANG-EKONOMIYA NG AGRICULTURAL ORGANIZATION
Pagsusuri ng mga imbentaryo ng Kursk JSC "Pribor"

Basahin din:

Kahalagahan ng bacteria sa ating buhay. Ang pagtuklas ng penicillin at ang pag-unlad ng gamot. Ang mga resulta ng paggamit ng mga antibiotic sa mundo ng halaman at hayop. Ano ang mga probiotics, ang prinsipyo ng kanilang pagkilos sa katawan ng mga tao at hayop, mga halaman, ang mga benepisyo ng paggamit.

Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga mag-aaral, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.

Ang paggamit ng mga microorganism sa medisina, agrikultura; mga benepisyo ng probiotics

Rodnikova Inna

PANIMULA

Ang mga tao ay kumilos bilang biotechnologist sa loob ng libu-libong taon: naghurno sila ng tinapay, nagtimpla ng serbesa, gumawa ng keso, at iba pang mga produktong lactic acid gamit ang iba't ibang microorganism at hindi man lang nila alam ang kanilang pag-iral.

Sa totoo lang, ang terminong "biotechnology" mismo ay lumitaw sa ating wika hindi pa matagal na ang nakalipas, sa halip na ito ay ginamit ang mga salitang "industrial microbiology", "technical biochemistry", atbp. Marahil, ang fermentation ay ang pinakalumang proseso ng biotechnological. Ito ay pinatunayan ng paglalarawan ng proseso ng paggawa ng beer, na natuklasan noong 1981.

sa panahon ng mga paghuhukay ng Babylon sa isang tableta, na itinayo noong mga ika-6 na milenyo BC. e. Noong ika-3 milenyo BC. e. ang mga Sumerian ay gumawa ng hanggang dalawang dosenang uri ng beer. Walang mas kaunting mga sinaunang biotechnological na proseso ang winemaking, baking at pagkuha ng mga produktong lactic acid.

Mula sa nabanggit, nakikita natin na sa loob ng mahabang panahon, ang buhay ng tao ay hindi maihihiwalay sa mga nabubuhay na mikroorganismo. At kung sa loob ng maraming taon ang mga tao ay matagumpay, kahit na hindi sinasadya, "nakipagtulungan" sa bakterya, makatuwirang itanong ang tanong - bakit, sa katunayan, kailangan mong palawakin ang iyong kaalaman sa lugar na ito?

Pagkatapos ng lahat, ang lahat ay tila maayos pa rin, alam namin kung paano maghurno ng tinapay at magluto ng serbesa, gumawa ng alak at kefir, ano pa ang kailangan mo? Bakit kailangan natin ng Biotechnology? Ang ilang mga sagot ay matatagpuan sa abstract na ito.

GAMOT AT BACTERIA

Sa buong kasaysayan ng sangkatauhan (hanggang sa simula ng ikadalawampu siglo), ang mga pamilya ay nagkaroon ng maraming anak dahil.

napakadalas na ang mga bata ay hindi nabubuhay hanggang sa pagtanda, namatay sila sa maraming sakit, maging sa pulmonya, na madaling magamot sa ating panahon, upang walang masabi sa mga malulubhang sakit gaya ng kolera, gangrene, at salot. Ang lahat ng mga sakit na ito ay sanhi ng mga pathogen at itinuturing na walang lunas, ngunit sa wakas, napagtanto ng mga medikal na siyentipiko na ang ibang bakterya, o isang katas mula sa kanilang mga enzyme, ay maaaring madaig ang "masamang" bakterya.

Ito ay unang napansin ni Alexander Fleming sa halimbawa ng elementarya na amag.

Ito ay lumabas na ang ilang mga uri ng bakterya ay nakakasama ng amag, ngunit ang streptococci at staphylococci ay hindi nabuo sa pagkakaroon ng amag.

Maraming mga nakaraang eksperimento sa pagpaparami ng mga nakakapinsalang bakterya ang nagpakita na ang ilan sa kanila ay may kakayahang sirain ang iba at hindi pinapayagan ang kanilang pag-unlad sa pangkalahatang kapaligiran. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na "antibiosis" mula sa Griyego na "anti" - laban at "bios" - buhay. Nagtatrabaho sa paghahanap ng mabisang antimicrobial agent, alam na alam ito ni Fleming. Siya ay walang alinlangan na sa tasa na may mahiwagang amag ay nakatagpo niya ang kababalaghan ng antibiosis. Sinimulan niyang suriing mabuti ang amag.

Pagkaraan ng ilang oras, nagawa pa niyang ihiwalay ang isang antimicrobial substance mula sa amag. Dahil ang amag na kanyang kinakaharap ay may espesipikong Latin na pangalan na Penicilium notatum, pinangalanan niya ang nagresultang substance na penicillin.

Kaya, noong 1929, sa laboratoryo ng ospital sa London ng St. Ipinanganak si Mary sa kilalang penicillin.

Ang mga paunang pagsusuri ng sangkap sa mga eksperimentong hayop ay nagpakita na kahit na iniksyon sa dugo, hindi ito nagiging sanhi ng pinsala, at sa parehong oras, sa mahinang solusyon, perpektong pinipigilan nito ang streptococci at staphylococci.

Ang papel ng mga microorganism sa teknolohiya ng paggawa ng pagkain

Ang assistant ni Fleming, si Dr. Stuart Greddock, na nagkasakit ng purulent na pamamaga ng tinatawag na maxillary cavity, ang unang taong nagpasyang kumuha ng extract ng penicillin.

Siya ay na-injected sa lukab na may isang maliit na halaga ng katas mula sa amag, at pagkatapos ng tatlong oras posible na makita na ang kanyang estado ng kalusugan ay bumuti nang malaki.

Kaya, nagsimula ang panahon ng mga antibiotic, na nagligtas ng milyun-milyong buhay, kapwa sa panahon ng kapayapaan at sa panahon ng digmaan, nang ang mga nasugatan ay namatay hindi dahil sa kalubhaan ng sugat, ngunit mula sa mga impeksyong nauugnay sa kanila. Sa hinaharap, ang mga bagong antibiotic ay binuo, batay sa penicillin, mga pamamaraan para sa kanilang produksyon para sa malawakang paggamit.

BIOTECHNOLOGY AT AGRIKULTURA

Ang resulta ng isang pambihirang tagumpay sa medisina ay isang mabilis na pagtaas ng demograpiko.

Ang populasyon ay tumaas nang husto, na nangangahulugan na mas maraming pagkain ang kailangan, at dahil sa pagkasira ng kapaligiran dahil sa mga pagsubok sa nuklear, ang pag-unlad ng industriya, ang pag-ubos ng humus ng lupang nilinang, maraming sakit ng mga halaman at hayop ang lumitaw.

Noong una, ginagamot ng mga tao ang mga hayop at halaman gamit ang mga antibiotic at nagdulot ito ng mga resulta.

Tingnan natin ang mga resultang ito. Oo, kung tinatrato mo ang mga gulay, prutas, damo, atbp. sa panahon ng lumalagong panahon na may malakas na fungicide, makakatulong ito na sugpuin ang pag-unlad ng ilang mga pathogens (hindi lahat at hindi ganap), ngunit, una, ito ay humahantong sa akumulasyon ng mga lason at mga lason sa mga prutas, na nangangahulugan na ang mga kapaki-pakinabang na katangian ng fetus ay nabawasan, at pangalawa, ang mga nakakapinsalang mikrobyo ay mabilis na nagkakaroon ng kaligtasan sa mga sangkap na nakakalason sa kanila at ang mga kasunod na paggamot ay dapat na isagawa na may higit at mas malakas na mga antibiotics.

Ang parehong kababalaghan ay sinusunod sa mundo ng hayop, at, sa kasamaang-palad, sa mga tao.

Bilang karagdagan, ang mga antibiotic ay nagdudulot ng maraming negatibong kahihinatnan sa katawan ng mga hayop na may mainit na dugo, tulad ng dysbacteriosis, mga deformidad ng pangsanggol sa mga buntis na kababaihan, atbp.

Paano maging? Ang kalikasan mismo ang sumasagot sa tanong na ito! At ang sagot na yan ay PROBIOTICS!

Ang nangungunang mga instituto ng biotechnology at genetic engineering ay matagal nang nakikibahagi sa pagbuo ng bago at pagpili ng mga kilalang microorganism na may kamangha-manghang kakayahang mabuhay at ang kakayahang "manalo" sa paglaban sa iba pang mga mikrobyo.

Ang mga piling uri na ito tulad ng "bacillus subtilis" at "Licheniformis" ay malawakang ginagamit upang gamutin ang mga tao, hayop, halaman nang hindi kapani-paniwalang epektibo at ganap na ligtas.

Paano ito posible? At narito kung paano: sa katawan ng mga tao at hayop ay kinakailangang naglalaman ng maraming kinakailangang bakterya. Ang mga ito ay kasangkot sa mga proseso ng panunaw, ang pagbuo ng mga enzyme at bumubuo ng halos 70% ng immune system ng tao. Kung sa anumang kadahilanan (pag-inom ng antibiotic, malnutrisyon) ang balanse ng bacterial ng isang tao ay nabalisa, kung gayon siya ay hindi protektado mula sa mga bagong nakakapinsalang mikrobyo at sa 95% ng mga kaso siya ay magkakasakit muli.

Ang parehong naaangkop sa mga hayop. At ang mga piling tao, na pumapasok sa katawan, ay nagsisimulang aktibong dumami at sirain ang pathogenic flora, dahil. nabanggit na sa itaas, mayroon silang higit na kakayahang mabuhay. Kaya, sa tulong ng mga strain ng elite microorganisms, posible na mapanatili ang isang macro organism sa kalusugan nang walang antibiotics at kasuwato ng kalikasan, dahil sa kanilang sarili, na nasa katawan, ang mga strain na ito ay nagdudulot lamang ng benepisyo at walang pinsala.

Ang mga ito ay mas mahusay kaysa sa mga antibiotic dahil din:

Ang sagot ng microworld sa pagpapakilala ng superantibiotics sa kasanayan sa negosyo ay halata at sumusunod mula sa pang-eksperimentong materyal na nasa pagtatapon na ng mga siyentipiko - ang pagsilang ng isang supermicrobe.

Ang mga mikrobyo ay nakakagulat na perpektong biological machine na nagpapaunlad sa sarili at nakakatuto sa sarili na may kakayahang isaulo sa kanilang genetic memory ang mga mekanismo ng proteksyon na nilikha nila laban sa mga nakakapinsalang epekto ng mga antibiotic at nagpapadala ng impormasyon sa kanilang mga inapo.

Ang bakterya ay isang uri ng "bioreactor" kung saan ang mga enzyme, amino acid, bitamina at bacteriocin ay ginawa, na, tulad ng mga antibiotic, ay nagne-neutralize ng mga pathogen.

Gayunpaman, walang pagkagumon sa kanila, o mga side effect na tipikal ng paggamit ng mga kemikal na antibiotic. Sa kabaligtaran, nagagawa nilang linisin ang mga dingding ng bituka, dagdagan ang kanilang pagkamatagusin sa mahahalagang nutrients, ibalik ang biological na balanse ng microflora ng bituka at pasiglahin ang buong immune system.

Sinamantala ng mga siyentipiko ang natural na paraan para sa kalikasan upang mapanatili ang kalusugan ng macro organism, ibig sabihin, mula sa natural na kapaligiran, ihiwalay nila ang bakterya - saprophytes, na may kakayahang sugpuin ang paglaki at pag-unlad ng pathogenic microflora, kabilang ang gastrointestinal tract. ng mga hayop na mainit ang dugo.

Milyun-milyong taon ng ebolusyon ng mga nabubuhay na bagay sa planeta ay lumikha ng gayong kahanga-hanga at perpektong mga mekanismo para sa pagsugpo sa pathogenic microflora sa mga di-pathogenic na walang dahilan upang pagdudahan ang tagumpay ng diskarteng ito.

Ang non-pathogenic microflora sa kumpetisyon ay nanalo sa karamihan ng mga kaso, at kung hindi gayon, wala tayo sa ating planeta ngayon.

Batay sa nabanggit, sinubukan din ng mga siyentipiko na gumagawa ng mga pataba at fungicide para sa paggamit ng agrikultura na lumipat mula sa isang kemikal patungo sa isang biological view.

At ang mga resulta ay hindi mabagal upang ipakita ang kanilang mga sarili! Napag-alaman na ang parehong bacillus subtilis ay matagumpay na lumaban ng kasing dami ng pitumpung uri ng mga pathogenic na kinatawan na nagdudulot ng mga sakit ng mga pananim na hortikultural tulad ng bacterial cancer, fusarium wilt, root at root rot, atbp., na dating itinuturing na hindi magagamot na mga sakit sa halaman na hindi magagamot. .hawakan ang HINDI ISANG FUNGICIDE!

Bilang karagdagan, ang mga bakteryang ito ay may malinaw na positibong epekto sa mga halaman ng halaman: ang panahon ng pagpuno at pagkahinog ng mga prutas ay nabawasan, ang mga kapaki-pakinabang na katangian ng mga prutas ay tumaas, ang nilalaman ng mga nitrates sa kanila ay bumababa, atbp.

nakakalason na mga sangkap, at pinaka-mahalaga - ang pangangailangan para sa mga mineral fertilizers ay makabuluhang nabawasan!

Ang mga paghahanda na naglalaman ng mga strain ng mga piling bakterya ay nagsasagawa na ng unang lugar sa mga eksibisyon ng Russia at internasyonal, nanalo sila ng mga medalya para sa kahusayan at pagkamagiliw sa kapaligiran. Ang mga maliliit at malalaking prodyuser ng agrikultura ay nagsimula na sa kanilang aktibong paggamit, at ang mga fungicide at antibiotic ay unti-unting nagiging isang bagay ng nakaraan.

Ang mga produkto ng Bio-Ban ay Flora-S at Fitop-Flora-S, na nag-aalok ng dry peat-humic fertilizers na naglalaman ng concentrated humic acids (at ang saturated humus ay isang garantiya ng isang mahusay na ani) at isang bacterial strain na "bacillus subtilis" para sa pagkontrol ng sakit. Salamat sa mga paghahandang ito, posible na maibalik ang naubos na lupa sa maikling panahon, dagdagan ang produktibidad ng lupa, protektahan ang iyong pananim mula sa mga sakit, at higit sa lahat, posible na makakuha ng mahusay na ani sa mga mapanganib na lugar ng pagsasaka!

Sa tingin ko ang mga argumento sa itaas ay sapat na upang pahalagahan ang mga benepisyo ng probiotics at maunawaan kung bakit sinasabi ng mga siyentipiko na ang ikadalawampu siglo ay ang siglo ng mga antibiotic, at ang ikadalawampu't isa ay ang siglo ng probiotics!

Mga Katulad na Dokumento

Pagpili ng mga microorganism

Ang konsepto at kahalagahan ng pag-aanak bilang isang agham ng paglikha ng bago at pagpapabuti ng mga umiiral na lahi ng mga hayop, mga varieties ng halaman, mga strain ng microorganisms.

Pagtatasa ng papel at kahalagahan ng mga microorganism sa biosphere, at mga tampok ng kanilang paggamit. Mga anyo ng lactic acid bacteria.

pagtatanghal, idinagdag noong 03/17/2015

biology ng hayop

Ang halaga ng arachnids at mga insekto sa gamot at agrikultura, pest control. Pamantayan para sa paghahati ng mga vertebrates sa anamnia at amniotes. Siklo ng buhay ng malarial plasmodium.

kontrol sa trabaho, idinagdag 05/12/2009

Mga genetically modified organism. Mga prinsipyo ng pagkuha, aplikasyon

Mga pangunahing paraan ng pagkuha ng genetically modified na mga halaman at hayop. Mga transgenic microorganism sa medisina, industriya ng kemikal, agrikultura.

Mga masamang epekto ng mga genetically engineered na organismo: toxicity, allergy, oncology.

term paper, idinagdag noong 11/11/2014

Mga Paraan sa Pagpili ng Hayop at Mikroorganismo

Pagkakaiba sa pagitan ng mga hayop at halaman.

Mga tampok ng pagpili ng mga hayop para sa pag-aanak. Ano ang hybridization, ang pag-uuri nito. Mga modernong uri ng pag-aanak ng hayop. Mga globo ng paggamit ng mga microorganism, ang kanilang mga kapaki-pakinabang na katangian, pamamaraan at tampok ng pagpili.

pagtatanghal, idinagdag noong 05/26/2010

Pag-uuri ng mga microorganism. Mga batayan ng bacterial morphology

Ang pag-aaral ng paksa, ang mga pangunahing gawain at ang kasaysayan ng pag-unlad ng medikal na mikrobiyolohiya.

Systematics at pag-uuri ng mga microorganism. Mga batayan ng bacterial morphology. Pag-aaral ng mga tampok na istruktura ng isang bacterial cell. Kahalagahan ng mga microorganism sa buhay ng tao.

lecture, idinagdag noong 10/12/2013

Mga katangian ng lactic acid, bifidobacteria at propionic acid bacteria na ginagamit sa paggawa ng bio-ice cream

Probiotics bilang non-pathogenic bacteria para sa mga tao na may antagonistic na aktibidad laban sa mga pathogenic microorganism.

Pagkilala sa mga tampok ng probiotic lactobacilli. Pagsusuri ng mga produktong fermented milk na may mga katangian ng probiotic.

abstract, idinagdag 04/17/2017

Modernong doktrina ng pinagmulan ng mga mikroorganismo

Hypotheses tungkol sa pinagmulan ng buhay sa Earth.

Ang pag-aaral ng biochemical na aktibidad ng mga microorganism, ang kanilang papel sa kalikasan, buhay ng tao at hayop sa mga gawa ni L. Pasteur. Mga genetic na pag-aaral ng bacteria at virus, ang kanilang phenotypic at genotypic variability.

abstract, idinagdag noong 12/26/2013

Pagpapabuti ng mga katangian ng consumer ng mga paghahanda ng probiotic

Ang epekto ng probiotics sa kalusugan ng tao.

Immunostimulatory, antimutagenic properties ng propionic acid bacteria. Epekto ng yodo sa mga biochemical na katangian ng probiotic bacteria. Mga katangian ng husay ng mga iodinated na gamot, mga parameter ng biochemical.

artikulo, idinagdag noong 08/24/2013

Bioengineering - ang paggamit ng mga microorganism, virus, transgenic na halaman at hayop sa industrial synthesis

Ang paggawa ng mga produkto ng microbial synthesis ng una at pangalawang yugto, amino acids, organic acids, bitamina.

Malaking produksyon ng antibiotics. Produksyon ng mga alkohol at polyol. Ang mga pangunahing uri ng bioprocesses. Metabolic engineering ng mga halaman.

term paper, idinagdag noong 12/22/2013

Paggamit ng mga kapaki-pakinabang na microorganism

Ang papel ng mga microorganism sa kalikasan at agrikultura.

pagsubok, idinagdag noong 09/27/2009

MICROBIOLOGICAL INDUSTRY, paggawa ng isang produkto sa tulong ng mga mikroorganismo. Ang prosesong isinasagawa ng mga mikroorganismo ay tinatawag na fermentation; ang lalagyan kung saan ito dumadaloy ay tinatawag na fermenter (o bioreactor).

Ang mga prosesong kinasasangkutan ng bacteria, yeast, at mold fungi ay ginagamit ng mga tao sa daan-daang taon upang makagawa ng pagkain at inumin, upang iproseso ang mga tela at katad, ngunit ang partisipasyon ng mga microorganism sa mga prosesong ito ay malinaw na ipinakita lamang sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo.

Noong ika-20 siglo sinamantala ng industriya ang buong pagkakaiba-iba ng mga kahanga-hangang biosynthetic na kakayahan ng mga microorganism, at ngayon ang fermentation ay sentro ng biotechnology. Sa tulong nito, nakakakuha ng iba't ibang kemikal at gamot na may mataas na kadalisayan, nagagawa ang beer, alak, at mga fermented na pagkain.

Sa lahat ng mga kaso, ang proseso ng pagbuburo ay nahahati sa anim na pangunahing yugto.

Paglikha ng kapaligiran. Una sa lahat, kinakailangang pumili ng angkop na daluyan ng kultura. Ang mga mikroorganismo ay nangangailangan ng mga organikong mapagkukunan ng carbon, isang angkop na mapagkukunan ng nitrogen, at iba't ibang mineral para sa kanilang paglaki. Sa paggawa ng mga inuming may alkohol, ang daluyan ay dapat maglaman ng malted barley, pomace mula sa mga prutas o berry.

Halimbawa, ang beer ay karaniwang gawa sa malt must, habang ang alak ay gawa sa katas ng ubas. Bilang karagdagan sa tubig at posibleng ilang additives, ang mga extract na ito ang bumubuo sa growth medium.

Ang mga kapaligiran para sa pagkuha ng mga kemikal at gamot ay mas kumplikado. Kadalasan, ang mga asukal at iba pang carbohydrates ay ginagamit bilang pinagmumulan ng carbon, ngunit kadalasan ang mga langis at taba, at kung minsan ay mga hydrocarbon.

Ang pinagmumulan ng nitrogen ay karaniwang ammonia at ammonium salts, gayundin ang iba't ibang produkto ng pinagmulan ng halaman o hayop: soy flour, soybeans, cotton seed meal, peanut meal, corn starch by-products, slaughterhouse waste, fish meal, yeast extract. Ang pag-compile at pag-optimize ng growth medium ay isang napakakomplikadong proseso, at ang mga pang-industriya na recipe ng media ay isang lihim na binabantayang mabuti.

Isterilisasyon. Ang daluyan ay dapat na isterilisado upang patayin ang lahat ng kontaminadong mikroorganismo. Ang fermenter mismo at mga pantulong na kagamitan ay isterilisado din. Mayroong dalawang paraan ng isterilisasyon: direktang iniksyon ng sobrang init na singaw at pagpainit gamit ang isang heat exchanger.

Ang nais na antas ng sterility ay depende sa likas na katangian ng proseso ng pagbuburo.

Ang mga pangunahing grupo ng mga microorganism na ginagamit sa industriya ng pagkain

Dapat itong maging maximum kapag tumatanggap ng mga gamot at kemikal. Ang mga kinakailangan para sa sterility sa paggawa ng mga inuming nakalalasing ay hindi gaanong mahigpit.

Ang ganitong mga proseso ng fermentation ay sinasabing "protektado" dahil ang mga kondisyon na nalilikha sa kapaligiran ay tulad na ilang mga microorganism lamang ang maaaring tumubo sa kanila. Halimbawa, sa paggawa ng serbesa, ang medium ng paglaki ay pinakuluan lamang sa halip na isterilisado; ang fermenter ay ginagamit ding malinis, ngunit hindi sterile.

Pagkuha ng kultura. Bago simulan ang proseso ng pagbuburo, kinakailangan upang makakuha ng isang dalisay, lubos na produktibong kultura. Ang mga dalisay na kultura ng mga mikroorganismo ay iniimbak sa napakaliit na dami at sa ilalim ng mga kondisyon na nagsisiguro sa posibilidad at pagiging produktibo nito; ito ay karaniwang nakakamit sa pamamagitan ng pag-iimbak sa mababang temperatura.

Ang fermenter ay maaaring humawak ng ilang daang libong litro ng medium ng kultura, at ang proseso ay sinimulan sa pamamagitan ng pagpasok ng kultura (inoculum) dito, na bumubuo ng 1-10% ng volume kung saan magaganap ang pagbuburo. Kaya, ang paunang kultura ay dapat na lumago sa mga yugto (na may subculturing) hanggang sa maabot ang antas ng microbial biomass, sapat para sa microbiological na proseso upang magpatuloy sa kinakailangang produktibidad.

Talagang kinakailangan na panatilihing malinis ang kultura sa lahat ng oras na ito, na pinipigilan itong mahawa ng mga dayuhang mikroorganismo.

Ang pagpapanatili ng mga kondisyong aseptiko ay posible lamang sa maingat na kontrol ng microbiological at kemikal-teknolohiya.

Paglago sa isang pang-industriyang fermenter (bioreactor). Ang mga pang-industriyang mikroorganismo ay dapat tumubo sa fermenter sa ilalim ng pinakamainam na mga kondisyon upang mabuo ang nais na produkto.

Ang mga kundisyong ito ay mahigpit na kinokontrol upang matiyak ang paglaki ng microbial at synthesis ng produkto. Ang disenyo ng fermenter ay dapat magpapahintulot sa iyo na kontrolin ang mga kondisyon ng paglago - isang pare-pareho ang temperatura, pH (acidity o alkalinity) at ang konsentrasyon ng oxygen na natunaw sa daluyan.

Ang isang maginoo na fermenter ay isang saradong cylindrical na tangke kung saan ang medium at microorganism ay mekanikal na pinaghalo.

Ang hangin, kung minsan ay puspos ng oxygen, ay ibinobomba sa daluyan. Ang temperatura ay kinokontrol ng tubig o singaw na dumadaan sa mga tubo ng heat exchanger. Ang ganitong hinalo na fermenter ay ginagamit sa mga kaso kung saan ang proseso ng pagbuburo ay nangangailangan ng maraming oxygen. Ang ilang mga produkto, sa kabaligtaran, ay nabuo sa ilalim ng anoxic na mga kondisyon, at sa mga kasong ito ang mga fermenter ng ibang disenyo ay ginagamit. Kaya, ang serbesa ay niluluto sa napakababang konsentrasyon ng dissolved oxygen, at ang mga nilalaman ng bioreactor ay hindi na-aerated o hinahalo.

Ang ilang mga brewer ay tradisyonal pa ring gumagamit ng mga bukas na lalagyan, ngunit sa karamihan ng mga kaso, ang proseso ay nagaganap sa mga saradong non-aerated na cylindrical na lalagyan, patulis pababa, na nag-aambag sa sedimentation ng lebadura.

Ang produksyon ng suka ay batay sa oksihenasyon ng alkohol sa acetic acid ng bakterya.

Acetobacter. Ang proseso ng fermentation ay nagaganap sa mga lalagyan na tinatawag na acetaters, na may intensive aeration. Ang hangin at daluyan ay sinisipsip ng umiikot na agitator at pumapasok sa mga dingding ng fermenter.

Paghihiwalay at paglilinis ng mga produkto. Sa pagtatapos ng pagbuburo, ang sabaw ay naglalaman ng mga mikroorganismo, hindi nagamit na mga sangkap ng sustansya ng daluyan, iba't ibang mga basurang produkto ng mga mikroorganismo, at ang produkto na nais nilang makuha sa isang pang-industriya na sukat. Samakatuwid, ang produktong ito ay pinadalisay mula sa iba pang mga bahagi ng sabaw.

Kapag tumatanggap ng mga inuming nakalalasing (alak at serbesa), sapat na lamang na paghiwalayin ang lebadura sa pamamagitan ng pagsasala at dalhin ang filtrate sa pamantayan. Gayunpaman, ang mga indibidwal na kemikal na nakuha sa pamamagitan ng pagbuburo ay nakuha mula sa isang kumplikadong sabaw.

Bagaman ang mga pang-industriyang microorganism ay partikular na pinili para sa kanilang mga genetic na katangian upang ang ani ng nais na produkto ng kanilang metabolismo ay maximize (sa isang biological na kahulugan), ang konsentrasyon nito ay maliit pa rin kumpara sa nakamit ng produksyon batay sa kemikal na synthesis.

Samakatuwid, kailangang gumamit ng mga kumplikadong pamamaraan ng paghihiwalay - pagkuha ng solvent, chromatography at ultrafiltration. Pagproseso at pagtatapon ng fermentation waste. Sa anumang pang-industriya na microbiological na proseso, ang basura ay nabuo: sabaw (likido na natitira pagkatapos ng pagkuha ng produkto ng produksyon); mga selula ng ginamit na mga mikroorganismo; maruming tubig, na naghugas ng pag-install; tubig na ginagamit para sa paglamig; tubig na naglalaman ng mga bakas na dami ng mga organikong solvents, acids at alkalis.

Ang likidong basura ay naglalaman ng maraming mga organikong compound; kung sila ay itatapon sa mga ilog, sila ay pasiglahin ang masinsinang paglaki ng natural na microbial flora, na hahantong sa pag-ubos ng tubig ng ilog sa oxygen at ang paglikha ng mga anaerobic na kondisyon. Samakatuwid, ang basura ay sumasailalim sa biological treatment bago itapon upang mabawasan ang nilalaman ng organic carbon. Pang-industriya microbiological proseso ay maaaring nahahati sa 5 pangunahing grupo: 1) paglilinang ng microbial biomass; 2) pagkuha ng mga produktong metabolic ng mga microorganism; 3) pagkuha ng mga enzyme ng microbial na pinagmulan; 4) pagkuha ng mga recombinant na produkto; 5) biotransformation ng mga sangkap.

microbial biomass. Ang mga microbial cell mismo ay maaaring magsilbi bilang ang huling produkto ng proseso ng pagmamanupaktura. Sa isang pang-industriya na sukat, dalawang pangunahing uri ng mga mikroorganismo ang ginawa: lebadura, na kinakailangan para sa pagluluto ng hurno, at mga single-celled microorganism, na ginagamit bilang isang mapagkukunan ng mga protina na maaaring idagdag sa pagkain ng tao at hayop.

Ang lebadura ng Baker ay nilinang sa maraming dami mula noong unang bahagi ng ika-20 siglo. at ginamit bilang produktong pagkain sa Germany noong Unang Digmaang Pandaigdig.

Gayunpaman, ang teknolohiya para sa paggawa ng microbial biomass bilang pinagmumulan ng mga protina ng pagkain ay binuo lamang noong unang bahagi ng 1960s. Ang isang bilang ng mga European kumpanya Drew pansin sa posibilidad ng lumalagong microbes sa naturang substrate bilang hydrocarbons upang makuha ang tinatawag na.

protina ng mga unicellular organism (BOO). Ang isang teknolohikal na tagumpay ay ang pagbuo ng isang produktong idinagdag sa feed ng hayop, na binubuo ng pinatuyong microbial biomass na lumago sa methanol.

Ang proseso ay isinasagawa sa isang tuluy-tuloy na mode sa isang fermenter na may gumaganang dami ng 1.5 milyong litro

Gayunpaman, dahil sa pagtaas ng mga presyo para sa langis at mga produkto ng pagpoproseso nito, ang proyektong ito ay naging hindi kumikita sa ekonomiya, na nagbigay daan sa produksyon ng toyo at fishmeal. Sa pagtatapos ng 1980s, ang mga halaman ng BOO ay binuwag, na nagtapos sa magulong, ngunit maikling panahon ng pag-unlad ng sangay na ito ng industriya ng microbiological. Ang isa pang proseso ay naging mas promising - ang pagkuha ng fungal biomass at fungal protein mycoprotein gamit ang carbohydrates bilang substrate.

mga produktong metaboliko. Matapos ipasok ang kultura sa nutrient medium, ang isang lag phase ay sinusunod, kapag walang nakikitang paglaki ng mga microorganism na nangyayari; ang panahong ito ay maaaring ituring na panahon ng pagbagay. Pagkatapos ang rate ng paglago ay unti-unting tumataas, na umaabot sa isang pare-pareho, pinakamataas na halaga para sa mga ibinigay na kondisyon; ang nasabing panahon ng pinakamataas na paglago ay tinatawag na exponential, o logarithmic, phase.

Unti-unti, bumabagal ang paglago, at ang tinatawag na. nakatigil na yugto. Dagdag pa, bumababa ang bilang ng mga mabubuhay na selula, at humihinto ang paglaki.

Kasunod ng mga kinetics na inilarawan sa itaas, posibleng sundin ang pagbuo ng mga metabolite sa iba't ibang yugto.

Sa logarithmic phase, ang mga produktong mahalaga para sa paglaki ng mga microorganism ay nabuo: amino acids, nucleotides, proteins, nucleic acids, carbohydrates, atbp. Ang mga ito ay tinatawag na pangunahing metabolites.

Maraming mga pangunahing metabolite ang may makabuluhang halaga. Kaya, ang glutamic acid (mas tiyak, ang sodium salt) ay bahagi ng maraming pagkain; lysine ay ginagamit bilang isang food additive; Ang phenylalanine ay ang precursor sa sugar substitute aspartame.

Ang mga pangunahing metabolite ay na-synthesize ng mga natural na microorganism sa mga dami na kailangan lamang upang matugunan ang kanilang mga pangangailangan. Samakatuwid, ang gawain ng mga pang-industriyang microbiologist ay lumikha ng mga mutant na anyo ng mga microorganism - mga super-producer ng kaukulang mga sangkap.

Malaking pag-unlad ang nagawa sa lugar na ito: halimbawa, posibleng makakuha ng mga microorganism na nag-synthesize ng mga amino acid hanggang sa isang konsentrasyon na 100 g/l (para sa paghahambing, ang mga wild-type na organismo ay nag-iipon ng mga amino acid sa mga halaga ng milligram).

Sa yugto ng deceleration ng paglago at sa nakatigil na yugto, ang ilang mga microorganism ay nag-synthesize ng mga sangkap na hindi nabuo sa logarithmic phase at hindi gumaganap ng isang malinaw na papel sa metabolismo. Ang mga sangkap na ito ay tinatawag na pangalawang metabolites. Hindi sila na-synthesize ng lahat ng microorganism, ngunit higit sa lahat ng filamentous bacteria, fungi at spore-forming bacteria. Kaya, ang mga producer ng pangunahin at pangalawang metabolite ay nabibilang sa iba't ibang mga pangkat ng taxonomic. Kung ang tanong ng pisyolohikal na papel ng mga pangalawang metabolite sa mga selula ng producer ay ang paksa ng mga seryosong talakayan, kung gayon ang kanilang pang-industriya na produksyon ay walang alinlangan na interes, dahil ang mga metabolite na ito ay biologically active substance: ang ilan sa kanila ay may antimicrobial na aktibidad, ang iba ay tiyak na mga inhibitor ng enzymes. , at ang iba ay mga salik ng paglago. , marami ang may aktibidad na pharmacological.

Ang pagkuha ng mga naturang sangkap ay nagsilbing batayan para sa paglikha ng isang bilang ng mga sangay ng industriya ng microbiological. Ang una sa seryeng ito ay ang paggawa ng penicillin; Ang microbiological na pamamaraan para sa paggawa ng penicillin ay binuo noong 1940s at inilatag ang pundasyon para sa modernong biotechnology ng industriya.

Ang industriya ng parmasyutiko ay nakabuo ng napakakomplikadong pamamaraan para sa pagsusuri (mass testing) ng mga mikroorganismo para sa kakayahang makagawa ng mahahalagang pangalawang metabolite.

Sa una, ang layunin ng screening ay upang makakuha ng mga bagong antibiotic, ngunit sa lalong madaling panahon natuklasan na ang mga microorganism ay nag-synthesize din ng iba pang mga pharmacologically active substances.

Sa panahon ng 1980s, ang paggawa ng apat na napakahalagang pangalawang metabolite ay itinatag. Ang mga ito ay: cyclosporine, isang immunosuppressive na gamot na ginagamit bilang isang ahente upang maiwasan ang pagtanggi sa mga itinanim na organ; imipenem (isa sa mga pagbabago ng carbapenem) ay isang sangkap na may pinakamalawak na spectrum ng aktibidad na antimicrobial sa lahat ng kilalang antibiotic; lovastatin - isang gamot na nagpapababa ng mga antas ng kolesterol sa dugo; Ang Ivermectin ay isang anthelmintic na ginagamit sa gamot upang gamutin ang onchocerciasis, o "pagkabulag ng ilog", gayundin sa beterinaryo na gamot.

Mga enzyme ng pinagmulan ng microbial. Sa isang pang-industriya na sukat, ang mga enzyme ay nakuha mula sa mga halaman, hayop at microorganism. Ang paggamit ng huli ay may kalamangan na nagpapahintulot sa paggawa ng mga enzyme sa malalaking dami gamit ang mga karaniwang pamamaraan ng pagbuburo.

Bilang karagdagan, ito ay hindi maihahambing na mas madaling pataasin ang produktibidad ng mga microorganism kaysa sa mga halaman o hayop, at ang paggamit ng recombinant na teknolohiya ng DNA ay ginagawang posible upang synthesize ang mga enzyme ng hayop sa mga selula ng microorganism.

Ang mga enzyme na nakuha sa ganitong paraan ay pangunahing ginagamit sa industriya ng pagkain at mga kaugnay na larangan. Ang synthesis ng mga enzyme sa mga cell ay genetically na kinokontrol, at samakatuwid ang mga magagamit na pang-industriyang microorganism-producer ay nakuha bilang isang resulta ng mga direktang pagbabago sa genetika ng mga wild-type na microorganism.

mga produktong recombinant. Ang teknolohiya ng recombinant DNA, na mas kilala bilang "genetic engineering", ay nagpapahintulot sa mga gene ng mas matataas na organismo na maisama sa bacterial genome. Bilang isang resulta, ang bakterya ay nakakuha ng kakayahang mag-synthesize ng "banyagang" (recombinant) na mga produkto - mga compound na dati ay maaari lamang synthesize ng mas matataas na organismo.

Sa batayan na ito, maraming mga bagong biotechnological na proseso ang nalikha para sa paggawa ng mga protina ng tao o hayop na dati ay hindi magagamit o ginagamit na may malaking panganib sa kalusugan.

Ang terminong "biotechnology" mismo ay naging tanyag noong 1970s na may kaugnayan sa pagbuo ng mga pamamaraan para sa paggawa ng mga recombinant na produkto. Gayunpaman, ang konseptong ito ay mas malawak at kabilang ang anumang pang-industriya na pamamaraan batay sa paggamit ng mga buhay na organismo at biological na proseso.

Ang unang recombinant na protina na ginawa sa isang pang-industriya na sukat ay ang human growth hormone. Para sa paggamot ng hemophilia, isa sa mga protina ng sistema ng coagulation ng dugo, lalo na ang kadahilanan

VIII. Bago binuo ang mga pamamaraan upang makuha ang protina na ito gamit ang genetic engineering, ito ay nakahiwalay sa dugo ng tao; ang paggamit ng naturang gamot ay nauugnay sa isang panganib ng impeksyon sa human immunodeficiency virus (HIV).

Sa loob ng mahabang panahon, matagumpay na nagamot ang diabetes mellitus gamit ang insulin ng hayop. Gayunpaman, naniniwala ang mga siyentipiko na ang recombinant na produkto ay lilikha ng mas kaunting mga problema sa immunological kung ito ay makukuha sa dalisay nitong anyo, nang walang mga impurities mula sa iba pang mga peptides na ginawa ng pancreas.

Bilang karagdagan, ang bilang ng mga pasyenteng may diabetes ay inaasahang tataas sa paglipas ng panahon dahil sa mga salik tulad ng mga pagbabago sa mga gawi sa pagkain, pinahusay na pangangalagang medikal para sa mga buntis na babaeng may diabetes (at, bilang resulta, isang pagtaas sa dalas ng genetic predisposition sa diabetes) , at sa wakas ang inaasahang pagtaas ng pag-asa sa buhay ng mga pasyenteng may diabetes.

Ang unang recombinant na insulin ay napunta sa merkado noong 1982, at sa pagtatapos ng 1980s halos napalitan na nito ang insulin ng hayop.

Maraming iba pang mga protina ang na-synthesize sa katawan ng tao sa napakaliit na dami, at ang tanging paraan upang makuha ang mga ito sa sukat na sapat para sa klinikal na paggamit ay sa pamamagitan ng recombinant na teknolohiya ng DNA. Kasama sa mga protina na ito ang interferon at erythropoietin.

Ang Erythropoietin, kasama ang myeloid colony-stimulating factor, ay kinokontrol ang pagbuo ng mga selula ng dugo sa mga tao. Ang Erythropoietin ay ginagamit upang gamutin ang anemia na nauugnay sa kidney failure at maaaring magamit bilang isang platelet-raiser sa cancer chemotherapy.

Biotransformation ng mga sangkap. Maaaring gamitin ang mga mikroorganismo upang i-convert ang ilang mga compound sa magkatulad na istruktura, ngunit mas mahalagang mga sangkap. Dahil ang mga mikroorganismo ay maaaring magsagawa ng kanilang catalytic action na may kaugnayan lamang sa ilang mga sangkap, ang mga prosesong nagaganap sa kanilang pakikilahok ay mas tiyak kaysa sa mga puro kemikal. Ang pinakakilalang proseso ng biotransformation ay ang paggawa ng suka sa pamamagitan ng pag-convert ng ethanol sa acetic acid.

Ngunit kabilang sa mga produktong nabuo sa panahon ng biotransformation, mayroon ding mga napakahalagang compound tulad ng mga steroid hormone, antibiotics, prostaglandin. Tingnan din GENETIC ENGINEERING. Industrial Microbiology at Mga Pagsulong sa Genetic Engineering(espesyal na isyu ng Scientific American).

M., 1984
Biotechnology. Mga prinsipyo at aplikasyon. M., 1988

Produksyon Paggamit ng tao ng mga mikroorganismo.

Ang mga mikroorganismo ay malawakang ginagamit sa industriya ng pagkain, sambahayan, industriya ng microbiological upang makagawa ng mga amino acid, enzymes, organic acids, bitamina, atbp.

Ang mga klasikong microbiological na industriya ay kinabibilangan ng winemaking, paggawa ng serbesa, paggawa ng tinapay, mga produktong lactic acid, at suka ng pagkain. Halimbawa, ang winemaking, paggawa ng serbesa at ang paggawa ng yeast dough ay imposible nang walang paggamit ng yeast, na malawak na ipinamamahagi sa kalikasan.

Ang kasaysayan ng pang-industriyang produksyon ng lebadura ay nagsimula sa Holland, kung saan noong 1870 ᴦ. Ang unang pabrika ng lebadura ay itinatag. Ang pangunahing produkto ay pinindot na lebadura na may moisture content na humigit-kumulang 70%, na maaaring maimbak sa loob lamang ng ilang linggo.

Ang pangmatagalang imbakan ay imposible, dahil ang pinindot na mga selula ng lebadura ay nanatiling buhay at pinanatili ang kanilang aktibidad, na humantong sa kanilang autolysis at kamatayan. Ang pagpapatayo ay naging isa sa mga paraan ng pang-industriya na pangangalaga ng lebadura. Sa tuyong lebadura sa mababang halumigmig, ang yeast cell ay nasa isang anabiotic na estado at maaaring tumagal ng mahabang panahon.

Ang unang dry yeast ay lumitaw noong 1945 ᴦ. Noong 1972 ᴦ. lumitaw ang ikalawang henerasyon ng dry yeast, ang tinatawag na instant yeast.

Ang paggamit ng mga mikroorganismo sa industriya ng pagkain

Mula noong kalagitnaan ng dekada 1990, lumitaw ang ikatlong henerasyon ng dry yeast: baker's yeast. Saccharomyces cerevisiae, na pinagsasama ang mga birtud ng instant yeast na may mataas na puro complex ng mga espesyal na baking enzymes sa isang produkto.

Ang lebadura na ito ay nagbibigay-daan hindi lamang upang mapabuti ang kalidad ng tinapay, kundi pati na rin upang aktibong labanan ang proseso ng pagkasira.

lebadura ng panadero Saccharomyces cerevisiae ay ginagamit din sa paggawa ng ethyl alcohol.

Gumagamit ang paggawa ng alak ng maraming iba't ibang mga strain ng yeast upang makagawa ng isang natatanging tatak ng alak na may mga natatanging katangian.

Ang lactic acid bacteria ay kasangkot sa paghahanda ng mga pagkain tulad ng sauerkraut, adobo na mga pipino, adobo na olibo, at marami pang adobo na pagkain.

Ang lactic acid bacteria ay nagpapalit ng asukal sa lactic acid, na nagpoprotekta sa pagkain mula sa putrefactive bacteria.

Sa tulong ng lactic acid bacteria, isang malaking assortment ng mga produkto ng lactic acid, cottage cheese, at keso ang inihanda.

Kasabay nito, maraming mikroorganismo ang may negatibong papel sa buhay ng tao, bilang mga pathogen ng mga sakit ng tao, hayop at halaman; maaari silang maging sanhi ng pagkasira ng mga pagkain, pagkasira ng iba't ibang mga materyales, atbp.

Upang labanan ang mga naturang microorganism, natuklasan ang mga antibiotics - penicillin, streptomycin, gramicidin, atbp., na mga metabolic na produkto ng fungi, bacteria at actinomycetes.

Ang mga mikroorganismo ay nagbibigay sa tao ng mga kinakailangang enzyme.

Kaya, ang amylase ay ginagamit sa industriya ng pagkain, tela, at papel. Ang protease ay nagiging sanhi ng pagkasira ng mga protina sa iba't ibang mga materyales. Sa Silangan, ang mushroom protease ay ginamit sa loob ng maraming siglo upang gumawa ng toyo.

Ngayon ito ay ginagamit sa paggawa ng mga detergent. Kapag nag-iingat ng mga katas ng prutas, ginagamit ang isang enzyme tulad ng pectinase.

Ang mga mikroorganismo ay ginagamit para sa wastewater treatment, food industry waste processing. Ang anaerobic decomposition ng basurang organikong bagay ay gumagawa ng biogas.

Sa mga nagdaang taon, lumitaw ang mga bagong produksyon.

Ang mga carotenoid at steroid ay nakukuha mula sa mga kabute.

Ang bakterya ay nag-synthesize ng maraming amino acid, nucleotides, at iba pang reagents para sa biochemical research.

Ang microbiology ay isang mabilis na umuunlad na agham, ang mga tagumpay na higit na nauugnay sa pag-unlad ng pisika, kimika, biochemistry, molecular biology, atbp.

Upang matagumpay na pag-aralan ang microbiology, kailangan ang kaalaman sa mga nakalistang agham.

Nakatuon ang kursong ito sa microbiology ng pagkain.

Maraming microorganism ang nabubuhay sa ibabaw ng katawan, sa bituka ng tao at hayop, sa mga halaman, sa pagkain at sa lahat ng bagay sa paligid natin. Ang mga mikroorganismo ay kumakain ng iba't ibang uri ng pagkain, napakadaling umangkop sa pagbabago ng mga kondisyon ng pamumuhay: init, lamig, kakulangan ng kahalumigmigan, atbp.

n. Οʜᴎ dumami nang napakabilis. Kung walang kaalaman sa microbiology, imposibleng mahusay at epektibong pamahalaan ang mga proseso ng biotechnological, mapanatili ang mataas na kalidad ng mga produktong pagkain sa lahat ng yugto ng paggawa nito at maiwasan ang pagkonsumo ng mga produktong naglalaman ng mga pathogen ng mga sakit na dala ng pagkain at pagkalason.

Dapat itong bigyang-diin na ang mga microbiological na pag-aaral ng mga produktong pagkain, hindi lamang mula sa punto ng view ng mga teknolohikal na tampok, ngunit din, hindi gaanong mahalaga, mula sa punto ng view ng kanilang sanitary at microbiological na kaligtasan, ay ang pinakamahirap na bagay ng sanitary microbiology.

Ito ay ipinaliwanag hindi lamang sa pagkakaiba-iba at kasaganaan ng microflora sa mga produktong pagkain, kundi pati na rin sa paggamit ng mga microorganism sa paggawa ng marami sa kanila.

Kaugnay nito, sa pagsusuri ng microbiological ng kalidad at kaligtasan ng pagkain, dalawang grupo ng mga microorganism ang dapat makilala:

- tiyak na microflora;

- hindi tiyak na microflora.

tiyak- ϶ᴛᴏ mga lahi ng kultura ng mga microorganism na ginagamit sa paghahanda ng isang partikular na produkto at isang kailangang-kailangan na link sa teknolohiya ng paggawa nito.

Ang nasabing microflora ay ginagamit sa teknolohiya para sa paggawa ng alak, serbesa, tinapay, at lahat ng produktong fermented milk.

Nonspecific- ϶ᴛᴏ mga mikroorganismo na pumapasok sa pagkain mula sa kapaligiran, na nagpaparumi sa kanila.

Kabilang sa grupong ito ng mga microorganism, ang saprophytic, pathogenic at conditionally pathogenic, pati na rin ang mga microorganism na nagdudulot ng pagkasira ng mga produkto ay nakikilala.

Ang antas ng polusyon ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan, na kinabibilangan ng tamang pagkuha ng mga hilaw na materyales, ang kanilang imbakan at pagproseso, pagsunod sa mga teknolohikal at sanitary na kondisyon para sa produksyon ng mga produkto, ang kanilang imbakan at transportasyon.

Panimula

Ang modernong biotechnology ay batay sa mga tagumpay ng natural na agham, inhinyero, teknolohiya, biochemistry, microbiology, molecular biology, at genetics. Ginagamit ang mga biological na pamamaraan sa paglaban sa polusyon sa kapaligiran at mga peste ng mga organismo ng halaman at hayop. Ang mga tagumpay ng biotechnology ay maaari ding isama ang paggamit ng mga immobilized enzymes, ang paggawa ng mga sintetikong bakuna, ang paggamit ng teknolohiya ng cell sa pag-aanak.

Ang mga bakterya, fungi, algae, lichens, virus, protozoa ay may mahalagang papel sa buhay ng mga tao. Mula noong sinaunang panahon, ginagamit ito ng mga tao sa mga proseso ng pagluluto, paggawa ng alak at serbesa, at sa iba't ibang industriya.

Ang mga mikroorganismo ay tumutulong sa mga tao sa paggawa ng mahusay na mga sustansya ng protina at biogas. Ginagamit ang mga ito sa aplikasyon ng mga biotechnical na pamamaraan ng paglilinis ng hangin at wastewater, sa paggamit ng mga biological na pamamaraan para sa pagkasira ng mga peste sa agrikultura, sa paggawa ng mga paghahandang panggamot, sa pagkasira ng mga basurang materyales.

Ang pangunahing layunin ng gawaing ito ay pag-aralan ang mga pamamaraan at kondisyon para sa paglilinang ng mga mikroorganismo

Maging pamilyar sa mga lugar kung saan ginagamit ang mga microorganism

Pag-aralan ang morpolohiya at pisyolohiya ng mga mikroorganismo

Upang pag-aralan ang mga pangunahing uri at komposisyon ng nutrient media

Ibigay ang konsepto at kilalanin ang bioreactor

Ibunyag ang mga pangunahing paraan ng paglinang ng mga mikroorganismo

Morpolohiya at pisyolohiya ng mga mikroorganismo

Morpolohiya

Pag-uuri ng mga microorganism

bakterya

Ang mga bakterya ay mga single-celled prokaryotic microorganism. Ang kanilang halaga ay sinusukat sa micrometers (µm). Mayroong tatlong pangunahing anyo: spherical bacteria - cocci, hugis baras at convoluted.

cocci(Greek kokkos - butil) ay may spherical o bahagyang pinahabang hugis. Magkaiba sila sa isa't isa depende sa kung paano sila matatagpuan pagkatapos ng dibisyon. Ang nag-iisang nakaayos na cocci ay micrococci, na nakaayos sa mga pares ay diplococci. Ang Streptococci ay nahahati sa parehong eroplano at pagkatapos ng dibisyon ay hindi naghihiwalay, na bumubuo ng mga kadena (Greek streptos - chain). Ang Tetracocci ay bumubuo ng mga kumbinasyon ng apat na cocci bilang isang resulta ng paghahati sa dalawang magkaparehong patayo na mga eroplano, ang mga sarcins (Latin sarcio - upang magbigkis) ay nabuo kapag naghahati sa tatlong magkaparehong patayo na mga eroplano at mukhang mga kumpol ng 8-16 cocci. Ang staphylococci, bilang resulta ng random na paghahati, ay bumubuo ng mga kumpol na kahawig ng isang bungkos ng mga ubas (Greek staphyle - bungkos ng mga ubas).

hugis baras bacteria (Greek bacteria - stick) na maaaring bumuo ng spores ay tinatawag na bacilli kung ang spore ay hindi mas malawak kaysa sa stick mismo, at clostridium kung ang spore diameter ay lumampas sa diameter ng stick. Ang hugis ng baras na bakterya, hindi katulad ng cocci, ay magkakaiba sa laki, hugis at pag-aayos ng mga selula: maikli (1-5 microns), makapal, na may mga bilugan na dulo na bakterya ng bituka na grupo; manipis, bahagyang hubog na mga baras ng tuberculosis; manipis na mga stick ng dipterya na matatagpuan sa isang anggulo; malalaking (3-8 microns) anthrax rod na may "tinadtad" na mga dulo, na bumubuo ng mahabang kadena - streptobacilli.

Upang paikot-ikot Kabilang sa mga anyo ng bakterya ang mga vibrios, na may bahagyang hubog na hugis sa anyo ng kuwit (cholera vibrio) at spirilla, na binubuo ng ilang kulot. Kasama rin sa mga crimped form ang Campylobacter, na sa ilalim ng mikroskopyo ay parang mga pakpak ng lumilipad na gull.

Ang istraktura ng isang bacterial cell.

Ang mga istrukturang elemento ng isang bacterial cell ay maaaring nahahati sa:

a) permanenteng mga elemento ng istruktura - ay naroroon sa bawat uri ng bakterya, sa buong buhay ng isang bacterium; ito ay isang cell wall, cytoplasmic membrane, cytoplasm, nucleoid;

B) hindi permanenteng mga elemento ng istruktura na hindi lahat ng uri ng bakterya ay nabubuo, ngunit ang mga bakterya na bumubuo sa kanila ay maaaring mawala ang mga ito at makuha muli ang mga ito, depende sa mga kondisyon ng pagkakaroon. Ito ay isang kapsula, inklusyon, inumin, spores, flagella.

kanin. 1.1. Istraktura ng isang bacterial cell

pader ng cell sumasaklaw sa buong ibabaw ng cell. Sa gram-positive bacteria, ang cell wall ay mas makapal: hanggang 90% ay isang polymeric compound peptidoglycan na nauugnay sa mga teichoic acid at isang layer ng protina. Sa gram-negative bacteria, ang cell wall ay mas payat, ngunit mas kumplikado sa komposisyon: ito ay binubuo ng isang manipis na layer ng peptidoglycan, lipopolysaccharides, mga protina; ito ay natatakpan ng panlabas na lamad.

Mga function ng cell wallyun ba:

Ay isang osmotic barrier

Tinutukoy ang hugis ng isang bacterial cell

Pinoprotektahan ang cell mula sa mga impluwensya sa kapaligiran

Nagdadala ng iba't ibang mga receptor na nagtataguyod ng attachment ng mga phage, colicins, pati na rin ang iba't ibang mga compound ng kemikal,

Ang mga sustansya ay pumapasok sa selula sa pamamagitan ng pader ng selula at ang mga dumi ay inilalabas.

Ang O-antigen ay naisalokal sa dingding ng selula at ang endotoxin (lipid A) ng bakterya ay nauugnay dito.

cytoplasmic membrane

katabi ng bacterial cell wall cytoplasmic membrane , na ang istraktura ay katulad ng mga eukaryotic membrane ( ay binubuo ng isang dobleng layer ng mga lipid, higit sa lahat phospholipids na may built-in na ibabaw at integral na mga protina). Nagbibigay siya:

Selective permeability at transport ng mga solute sa cell,

Electron transport at oxidative phosphorylation,

Paghihiwalay ng hydrolytic exoenzymes, biosynthesis ng iba't ibang polimer.

Ang mga limitasyon ng cytoplasmic membrane bacterial cytoplasm , na kumakatawan sa butil na istraktura. Na-localize sa cytoplasm ribosom at bacterial nucleoid, maaari rin itong maglaman ng mga inklusyon at plasmids(extrachromosomal DNA). Bilang karagdagan sa mga kinakailangang istruktura, ang mga selula ng bakterya ay maaaring may mga spores.

Cytoplasm- ang panloob na mala-gel na mga nilalaman ng isang bacterial cell ay natatakpan ng mga istruktura ng lamad na lumilikha ng isang matibay na sistema. Ang cytoplasm ay naglalaman ng mga ribosome (kung saan isinasagawa ang biosynthesis ng protina), mga enzyme, amino acid, protina, ribonucleic acid.

Nucleoid- ito ay isang bacterial chromosome, isang double strand ng DNA, annularly closed, konektado sa mesosome. Hindi tulad ng nucleus ng eukaryotes, ang DNA strand ay malayang matatagpuan sa cytoplasm, walang nuclear envelope, nucleolus, o histone na protina. Ang DNA strand ay maraming beses na mas mahaba kaysa sa bacterium mismo (halimbawa, sa E. coli, ang haba ng chromosome ay higit sa 1 mm).

Bilang karagdagan sa nucleoid, ang mga extrachromosomal na kadahilanan ng pagmamana, na tinatawag na plasmids, ay matatagpuan sa cytoplasm. Ito ay mga maiikling pabilog na hibla ng DNA na nakakabit sa mga mesosome.

Mga pagsasama ay matatagpuan sa cytoplasm ng ilang bakterya sa anyo ng mga butil na maaaring makita ng mikroskopya. Para sa karamihan, ito ay isang supply ng nutrients.

umiinom(lat. pili - mga buhok) kung hindi man cilia, fimbriae, fringes, villi - maikling filamentous na proseso sa ibabaw ng bacteria.

Flagella. Maraming uri ng bacteria ang nakakagalaw dahil sa pagkakaroon ng flagella. Sa mga pathogenic bacteria, tanging sa mga rod at convoluted forms ang mayroong mga mobile species. Ang Flagella ay manipis na nababanat na mga filament, ang haba nito sa ilang mga species ay ilang beses ang haba ng katawan ng mismong bacterium.

Ang bilang at pag-aayos ng flagella ay isang katangian ng mga species ng bacteria. Ang mga bakterya ay nakikilala: monotrichous - na may isang flagellum sa dulo ng katawan, lophotrichous - na may isang bungkos ng flagella sa dulo, amphitrichous, may flagella sa magkabilang dulo, at peritrichous, kung saan ang flagella ay matatagpuan sa ibabaw ng buong ibabaw ng katawan. Ang Vibrio cholerae ay kabilang sa mga monotrich, at ang typhoid salmonella ay kabilang sa mga peritrich.

Kapsula- ang panlabas na mucous layer na matatagpuan sa maraming bacteria. Sa ilang mga species, ito ay napakanipis na ito ay matatagpuan lamang sa isang electron microscope - ito ay isang microcapsule. Sa iba pang mga uri ng bakterya, ang kapsula ay mahusay na tinukoy at nakikita sa isang maginoo optical mikroskopyo - ito ay isang macrocapsule.

Mycoplasmas

Ang Mycoplasmas ay mga prokaryote, ang kanilang sukat ay 125-200 nm. Ito ang pinakamaliit sa mga cellular microbes, ang kanilang sukat ay malapit sa resolution na limitasyon ng isang optical microscope. Wala silang cell wall. Ang mga katangian ng mycoplasmas ay nauugnay sa kawalan ng isang cell wall. Wala silang permanenteng hugis, kaya may mga spherical, oval, mga hugis na parang thread.

Rickettsia

Chlamydia

actinomycetes

Ang Actinomycetes ay mga unicellular microorganism na kabilang sa mga prokaryote. Ang kanilang mga selula ay may parehong istraktura tulad ng bakterya: isang cell wall na naglalaman ng peptidoglycan, isang cytoplasmic membrane; nucleoid, ribosomes, mesosomes, intracellular inclusions ay matatagpuan sa cytoplasm. Samakatuwid, ang mga pathogenic actinomycetes ay sensitibo sa mga antibacterial na gamot. Kasabay nito, mayroon silang hugis ng mga sumasanga na interlacing na mga filament na katulad ng fungi, at ilang actinomycetes na kabilang sa pamilya strentomycetes ay nagpaparami sa pamamagitan ng mga spores. Ang ibang mga pamilya ng actinomycetes ay nagpaparami sa pamamagitan ng fragmentation, iyon ay, ang pagkasira ng mga filament sa magkakahiwalay na mga fragment.

Ang mga actinomycetes ay malawak na ipinamamahagi sa kapaligiran, lalo na sa lupa, at nakikilahok sa cycle ng mga sangkap sa kalikasan. Kabilang sa actinomycetes mayroong mga producer ng antibiotics, bitamina, hormones. Karamihan sa mga antibiotic na kasalukuyang ginagamit ay ginawa ng actinomycetes. Ito ay streptomycin, tetracycline at iba pa.

Spirochetes.

Ang mga spirochetes ay mga prokaryote. Mayroon silang mga tampok na karaniwan sa parehong bakterya at protozoa. Ito ay mga unicellular microbes, na may anyo ng mahabang manipis na spirally curved na mga cell, na may kakayahang aktibong paggalaw. Sa ilalim ng masamang kondisyon, ang ilan sa kanila ay maaaring maging isang cyst.

Ang mga pag-aaral sa isang electron microscope ay naging posible upang maitatag ang istraktura ng mga spirochete cell. Ito ay mga cytoplasmic cylinder na napapalibutan ng cytoplasmic membrane at isang cell wall na naglalaman ng peptidoglycan. Ang cytoplasm ay naglalaman ng nucleoid, ribosomes, mesosomes, at inclusions.

Ang mga fibril ay matatagpuan sa ilalim ng cytoplasmic membrane, na nagbibigay ng iba't ibang paggalaw ng spirochetes - translational, rotational, flexion.

Pathogenic na kinatawan ng spirochetes: Treponema pallidum - nagiging sanhi ng syphilis, Borrelia recurrentis - relapsing lagnat, Borrelia burgdorferi - Lyme disease, Leptospira interrogans - leptospirosis.

Mga kabute

Ang mga kabute (Fungi, Mycetes) ay mga eukaryote, mas mababang mga halaman na kulang sa chlorophyll, at samakatuwid ay hindi sila synthesize ng mga organikong carbon compound, iyon ay, sila ay mga heterotroph, may magkakaibang nucleus, ay natatakpan ng isang shell na naglalaman ng chitin. Hindi tulad ng bakterya, ang fungi ay hindi naglalaman ng peptidoglycan, at samakatuwid ay hindi sensitibo sa mga penicillin. Ang cytoplasm ng fungi ay nailalarawan sa pagkakaroon ng isang malaking bilang ng iba't ibang mga inklusyon at vacuoles.

Sa mga microscopic fungi (micromycetes) mayroong unicellular at multicellular microorganisms na naiiba sa morpolohiya at pamamaraan ng pagpaparami. Ang mga fungi ay nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang mga paraan ng pagpaparami: dibisyon, pagkapira-piraso, namumuko, ang pagbuo ng mga spores - asexual at sekswal.

Sa microbiological na pag-aaral, ang mga hulma, lebadura at mga kinatawan ng pinagsamang grupo ng tinatawag na hindi perpektong fungi ay madalas na nakatagpo.

magkaroon ng amag bumuo ng isang tipikal na mycelium, gumagapang kasama ang nutrient substrate. Mula sa mycelium, ang mga sanga ng himpapawid ay tumaas paitaas, na nagtatapos sa mga namumunga na katawan ng iba't ibang mga hugis na nagdadala ng mga spores.

Ang mucor o capitate molds (Mucor) ay mga unicellular fungi na may spherical fruiting body na puno ng endospora.

Ang mga hulma ng genus na Aspergillus ay mga multicellular fungi na may namumungang katawan, ang mikroskopya na kahawig ng dulo ng lata ng pagtutubig na nagsa-spray ng mga agos ng tubig; kaya tinawag na "leak mold". Ang ilang uri ng Aspergillus ay ginagamit sa industriya upang makagawa ng citric acid at iba pang mga sangkap. Mayroong mga species na nagdudulot ng mga sakit sa balat at baga sa mga tao - aspergillosis.

Ang mga hulma ng genus na Penicillum, o mga brush, ay mga multicellular fungi na may fruiting body sa anyo ng isang brush. Mula sa ilang uri ng berdeng amag, nakuha ang unang antibiotic, penicillin. Sa mga penicilli mayroong mga species na pathogenic para sa mga tao na nagdudulot ng penicilliosis.

Ang iba't ibang uri ng amag ay maaaring maging sanhi ng pagkasira ng pagkain, gamot, biologicals.

Yeast - yeast fungi (Saccharomycetes, Blastomycetes) ay may hugis ng bilog o hugis-itlog na mga selula, maraming beses na mas malaki kaysa sa bakterya. Ang average na laki ng yeast cells ay humigit-kumulang katumbas ng diameter ng isang erythrocyte (7-10 microns).

Mga virus

Mga virus- (lat. virus poison) - ang pinakamaliit na microorganism na walang cellular structure, isang protein-synthesizing system at may kakayahang magparami lamang sa mga cell na may mataas na organisadong mga anyo ng buhay. Ang mga ito ay malawak na ipinamamahagi sa kalikasan, na nakakaapekto sa mga hayop, halaman at iba pang mga microorganism.

Ang isang mature na viral particle, na kilala bilang isang virion, ay binubuo ng isang nucleic acid - genetic material (DNA o RNA) na nagdadala ng impormasyon tungkol sa ilang uri ng mga protina na kailangan upang bumuo ng isang bagong virus - na sakop ng isang protective shell ng protina - capsid. Ang capsid ay binubuo ng magkaparehong mga subunit ng protina na tinatawag capsomeres. Ang mga virus ay maaari ding may sobreng lipid sa ibabaw ng capsid ( supercapsid) nabuo mula sa lamad ng host cell. Ang capsid ay binubuo ng mga protina na naka-encode ng viral genome, at ang hugis nito ay sumasailalim sa pag-uuri ng mga virus ayon sa morphological trait. Ang mga virus na kumplikadong inayos, bilang karagdagan, ay nag-encode ng mga espesyal na protina na tumutulong sa pagpupulong ng capsid. Ang mga complex ng mga protina at nucleic acid ay kilala bilang nucleoproteins, at ang complex ng mga protina ng viral capsid na may viral nucleic acid ay tinatawag nucleocapsid.

kanin. 1.4. Schematic na istraktura ng virus: 1 - core (single-stranded RNA); 2 - shell ng protina (Capsid); 3 - karagdagang lipoprotein shell; 4 - Capsomeres (mga bahagi ng istruktura ng Capsid).

Physiology ng mga microorganism

Ang pisyolohiya ng mga microorganism ay pinag-aaralan ang mahahalagang aktibidad ng mga microbial cell, ang mga proseso ng kanilang nutrisyon, paghinga, paglaki, pagpaparami, mga pattern ng pakikipag-ugnayan sa kapaligiran.

Metabolismo

Metabolismo- isang hanay ng mga biochemical na proseso na naglalayong makakuha ng enerhiya at pagpaparami ng cellular na materyal.

Mga tampok ng metabolismo sa bakterya:

1) ang iba't ibang mga substrate na ginamit;

2) intensity ng metabolic proseso;

4) ang pamamayani ng mga proseso ng pagkabulok sa mga proseso ng synthesis;

5) ang pagkakaroon ng exo- at endoenzymes ng metabolismo.

Metabolismo ay binubuo ng dalawang magkakaugnay na proseso: catabolism at anabolism.

catabolismo(energy metabolism) ay ang proseso ng paghahati ng malalaking molekula sa mas maliit, bilang isang resulta kung saan ang enerhiya ay inilabas na naipon sa anyo ng ATP:

a) paghinga

b) pagbuburo.

Anabolismo(nakabubuo na metabolismo) - nagbibigay ng synthesis ng mga macromolecule kung saan binuo ang cell:

a) anabolismo (na may mga gastos sa enerhiya);

b) catabolism (na may paglabas ng enerhiya);

Sa kasong ito, ang enerhiya na nakuha sa proseso ng catabolism ay ginagamit. Ang metabolismo ng bakterya ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na rate ng proseso at mabilis na pagbagay sa pagbabago ng mga kondisyon sa kapaligiran.

Sa microbial cell, ang mga enzyme ay biological catalysts. Ayon sa istraktura, nakikilala nila:

1) simpleng enzymes (protina);

2) kumplikado; binubuo ng mga bahagi ng protina (aktibong sentro) at hindi protina; kinakailangan para sa pag-activate ng enzyme.

Ayon sa lugar ng pagkilos, mayroong:

1) exoenzymes (kumilos sa labas ng cell; makilahok sa proseso ng disintegration ng malalaking molekula na hindi maaaring tumagos sa loob ng bacterial cell; katangian ng gram-positive bacteria);

2) endoenzymes (kumilos sa cell mismo, nagbibigay ng synthesis at pagkasira ng iba't ibang mga sangkap).

Depende sa mga reaksiyong kemikal na na-catalyze, ang lahat ng mga enzyme ay nahahati sa anim na klase:

1) oxidoreductases (nag-catalyze ng redox reactions sa pagitan ng dalawang substrate);

2) transferases (magsagawa ng intermolecular transfer ng mga kemikal na grupo);

3) hydrolases (gumanap ng hydrolytic cleavage ng intramolecular bonds);

4) lyases (ilakip ang mga grupo ng kemikal sa dalawang bono, at nagsasagawa rin ng mga reverse reactions);

5) isomerases (magsagawa ng mga proseso ng isomerization, magbigay ng panloob na conversion sa pagbuo ng iba't ibang isomer);

6) ligases, o synthetases (kunekta sa dalawang molekula, na nagreresulta sa paghahati ng mga bono ng pyrophosphate sa molekula ng ATP).

Pagkain

Ang nutrisyon ay nauunawaan bilang mga proseso ng pagpasok at pagtanggal ng mga sustansya sa loob at labas ng selula. Pangunahing tinitiyak ng nutrisyon ang pagpaparami at metabolismo ng selula.

Ang iba't ibang mga organic at inorganic na sangkap ay pumapasok sa bacterial cell sa proseso ng nutrisyon. Ang bakterya ay walang mga espesyal na organo ng pagkain. Ang mga sangkap ay tumagos sa buong ibabaw ng cell sa anyo ng maliliit na molekula. Ang ganitong paraan ng pagkain ay tinatawag holophytic. Ang isang kinakailangang kondisyon para sa pagpasa ng mga nutrients sa cell ay ang kanilang solubility sa tubig at isang maliit na halaga (i.e., ang mga protina ay dapat na hydrolyzed sa amino acids, carbohydrates sa di- o monosaccharides, atbp.).

Ang pangunahing regulator ng pagpasok ng mga sangkap sa bacterial cell ay ang cytoplasmic membrane. Mayroong apat na pangunahing mekanismo para sa paggamit ng mga sangkap:

-passive diffusion- kasama ang gradient ng konsentrasyon, masinsinang enerhiya, nang walang pagtitiyak ng substrate;

- pinadali ang pagsasabog- kasama ang gradient ng konsentrasyon, tukoy sa substrate, masinsinang enerhiya, na isinasagawa kasama ang pakikilahok ng mga dalubhasang protina tumagos;

- aktibong transportasyon- laban sa gradient ng konsentrasyon, substrate-specific (espesyal na nagbubuklod na mga protina sa kumbinasyon ng mga permeases), pag-ubos ng enerhiya (dahil sa ATP), ang mga sangkap ay pumapasok sa cell sa isang chemically unchanged form;

- pagsasalin (paglipat ng mga pangkat) - laban sa gradient ng konsentrasyon, sa tulong ng sistema ng phosphotransferase, na kumakain ng enerhiya, ang mga sangkap (pangunahin ang mga asukal) ay pumapasok sa cell sa isang phorforylated form.

Ang mga pangunahing elemento ng kemikal ay mga organogens kinakailangan para sa synthesis ng mga organic compound - carbon, nitrogen, hydrogen, oxygen.

Mga uri ng pagkain. Ang malawak na pamamahagi ng bakterya ay pinadali ng iba't ibang uri ng nutrisyon. Ang mga mikrobyo ay nangangailangan ng carbon, oxygen, nitrogen, hydrogen, sulfur, phosphorus at iba pang elemento (organogens).

Depende sa pinagmulan ng paggawa ng carbon, ang bakterya ay nahahati sa:

1) autotrophs (gumamit ng mga inorganikong sangkap - CO2);

2) heterotrophs;

3) metatrophs (gumamit ng organikong bagay na walang buhay na kalikasan);

4) paratrophs (gumamit ng mga organikong sangkap ng wildlife).

Ang mga proseso ng nutrisyon ay dapat magbigay ng mga pangangailangan sa enerhiya ng bacterial cell.

Ayon sa mga mapagkukunan ng enerhiya, ang mga microorganism ay nahahati sa:

1) phototrophs (magagamit ang solar energy);

2) chemotrophs (tumanggap ng enerhiya sa pamamagitan ng redox reactions);

3) chemolithotrophs (gumamit ng mga inorganikong compound);

4) chemoorganotrophs (gumamit ng organikong bagay).

Kasama sa bakterya ang:

1) mga prototroph (nagagawa nilang i-synthesize ang mga kinakailangang sangkap mula sa mga mababang-organisado mismo);

2) auxotrophs (sila ay mga mutant ng mga prototroph na nawalan ng mga gene; sila ay responsable para sa synthesis ng ilang mga sangkap - bitamina, amino acid, samakatuwid kailangan nila ang mga sangkap na ito sa tapos na anyo).

Ang mga mikroorganismo ay sumisipsip ng mga sustansya sa anyo ng maliliit na molekula; samakatuwid, ang mga protina, polysaccharides, at iba pang biopolymer ay maaaring magsilbi bilang mga pinagmumulan ng pagkain pagkatapos lamang itong masira ng mga exoenzymes sa mas simpleng mga compound.

paghinga ng mga mikroorganismo.

Ang mga mikroorganismo ay nakakakuha ng enerhiya sa pamamagitan ng paghinga. Ang paghinga ay ang biological na proseso ng paglilipat ng elektron sa pamamagitan ng respiratory chain mula sa mga donor patungo sa mga acceptor upang bumuo ng ATP. Depende sa kung ano ang panghuling electron acceptor, naglalabas aerobic at anaerobic respiration. Sa aerobic respiration, ang panghuling electron acceptor ay molecular oxygen (O 2), sa anaerobic respiration, bound oxygen (-NO 3, \u003d SO 4, \u003d SO 3).

Aerobic respiration hydrogen donor H 2 O

Anaerobic na paghinga

Nitrate oxidation ng NO 3

(facultative anaerobes) hydrogen donor N 2

Sulphate oxidation ng SO 4

(obligate anaerobes) hydrogen donor H 2 S

Ayon sa uri ng paghinga, apat na grupo ng mga mikroorganismo ang nakikilala.

1.obligasyon(mahigpit) aerobes. Kailangan nila ng molecular (atmospheric) oxygen para makahinga.

2.microaerophiles kailangan ng pinababang konsentrasyon (mababang partial pressure) ng libreng oxygen. Upang lumikha ng mga kundisyong ito, ang CO 2 ay karaniwang idinaragdag sa pinaghalong gas ng kultura, halimbawa hanggang sa 10 porsiyentong konsentrasyon.

3.Facultative anaerobes maaaring kumonsumo ng glucose at magparami sa ilalim ng aerobic at anaerobic na mga kondisyon. Kabilang sa mga ito, may mga microorganism na mapagparaya sa medyo mataas (malapit sa atmospheric) na konsentrasyon ng molecular oxygen - i.e. aerotolerant,

pati na rin ang mga mikroorganismo na nagagawa, sa ilalim ng ilang partikular na kondisyon, na lumipat mula sa anaerobic patungo sa aerobic na paghinga.

4.Mahigpit na anaerobes magparami lamang sa ilalim ng anaerobic na kondisyon, i.e. sa napakababang konsentrasyon ng molecular oxygen, na nakakapinsala sa kanila sa mataas na konsentrasyon. Sa biochemically, ang anaerobic respiration ay nagpapatuloy ayon sa uri ng mga proseso ng fermentation, habang ang molecular oxygen ay hindi ginagamit.

Ang aerobic respiration ay mas energetically mas episyente (mas maraming ATP ang na-synthesize).

Sa proseso ng aerobic respiration, nabuo ang mga nakakalason na produkto ng oksihenasyon (H 2 O 2 - hydrogen peroxide, -O 2 - libreng oxygen radical), kung saan pinoprotektahan ng mga partikular na enzyme, pangunahin ang catalase, peroxidase, peroxide dismutase. Ang mga anaerobes ay kulang sa mga enzyme na ito, pati na rin redox potensyal na sistema ng regulasyon (rH 2).

Paglago at pagpaparami ng bakterya

Ang bacterial growth ay isang pagtaas sa laki ng bacterial cell nang hindi tumataas ang bilang ng mga indibidwal sa populasyon.

Ang pagpaparami ng bakterya ay isang proseso na nagsisiguro ng pagtaas ng bilang ng mga indibidwal sa isang populasyon. Ang bakterya ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na rate ng pagpaparami.

Ang paglago ay palaging nauuna sa pagpaparami. Ang mga bakterya ay nagpaparami sa pamamagitan ng transverse binary fission, kung saan ang dalawang magkaparehong daughter cell ay nabuo mula sa isang mother cell.

Ang proseso ng bacterial cell division ay nagsisimula sa pagtitiklop ng chromosomal DNA. Sa punto ng attachment ng chromosome sa cytoplasmic membrane (replicator point), kumikilos ang isang initiator protein, na nagiging sanhi ng pagkasira ng chromosome ring, at pagkatapos ay ang mga thread nito ay despiralized. Ang mga filament ay nakakalas at ang pangalawang filament ay nakakabit sa cytoplasmic membrane sa pro-replicator point, na kung saan ay diametrical na laban sa replicator point. Dahil sa DNA polymerases, isang eksaktong kopya nito ang nakumpleto sa matrix ng bawat strand. Ang pagdodoble ng genetic na materyal ay ang senyales para sa pagdodoble ng bilang ng mga organelles. Sa septal mesosomes, isang septum ang itinatayo, na naghahati sa cell sa kalahati. Ang double-stranded na DNA ay umiikot, umiikot sa isang singsing sa punto ng pagkakadikit sa cytoplasmic membrane. Ito ay isang senyales para sa divergence ng mga cell kasama ang septum. Dalawang anak na babae ang nabuo.

Ang pagpaparami ng bakterya ay tinutukoy ng oras ng henerasyon. Ito ang panahon kung saan nagaganap ang cell division. Ang tagal ng henerasyon ay depende sa uri ng bakterya, edad, komposisyon ng nutrient medium, temperatura, atbp.

Nutrient media

Para sa paglilinang ng bakterya, ginagamit ang nutrient media, kung saan ang isang bilang ng mga kinakailangan ay ipinapataw.

1. Nutrisyon. Ang bakterya ay dapat maglaman ng lahat ng kinakailangang nutrients.

2. Isotonic. Ang bakterya ay dapat maglaman ng isang hanay ng mga asing-gamot upang mapanatili ang osmotic pressure, isang tiyak na konsentrasyon ng sodium chloride.

3. Pinakamainam na pH (acidity) ng daluyan. Tinitiyak ng kaasiman ng kapaligiran ang paggana ng mga bacterial enzymes; para sa karamihan ng bakterya ay 7.2–7.6.

4. Pinakamainam na potensyal na elektroniko, na nagpapahiwatig ng nilalaman ng dissolved oxygen sa medium. Dapat itong mataas para sa aerobes at mababa para sa anaerobes.

5. Transparency (naobserbahan ang paglaki ng bakterya, lalo na para sa likidong media).

6. Sterility (kawalan ng ibang bacteria).

Pag-uuri ng kulturang media

1. Ayon sa pinanggalingan:

1) natural (gatas, gulaman, patatas, atbp.);

2) artipisyal - media na inihanda mula sa mga espesyal na inihandang natural na bahagi (peptone, aminopeptide, yeast extract, atbp.);

3) synthetic - media ng kilalang komposisyon, na inihanda mula sa purong chemically inorganic at organic compounds (mga asin, amino acid, carbohydrates, atbp.).

2. Sa pamamagitan ng komposisyon:

1) simple - meat-peptone agar, meat-peptone broth, Hottinger agar, atbp.;

2) kumplikado - ang mga ito ay simple sa pagdaragdag ng isang karagdagang nutrient component (dugo, chocolate agar): sabaw ng asukal,

sabaw ng apdo, serum agar, yolk-salt agar, Kitt-Tarozzi medium, Wilson-Blair medium, atbp.

3. Sa pamamagitan ng pagkakapare-pareho:

1) solid (naglalaman ng 3-5% agar-agar);

2) semi-likido (0.15-0.7% agar-agar);

3) likido (huwag maglaman ng agar-agar).

agar- complex polysaccharide mula sa seaweed, ang pangunahing hardener para sa siksik (solid) media.

4. Depende sa layunin ng PS, mayroong:

Differential diagnostic

elektibo

pumipili

pagbabawal

Culture Media

Cumulative (saturation, enrichment)

Pang-imbak

Kontrolin.

Differential diagnostic - ito ay mga kumplikadong kapaligiran kung saan lumalaki ang mga microorganism ng iba't ibang species sa iba't ibang paraan, depende sa mga biochemical na katangian ng kultura. Ang mga ito ay idinisenyo upang makilala ang mga species ng microorganism, ay malawakang ginagamit sa klinikal na bacteriology at genetic na pananaliksik.

Ang mga selective, inhibitory at elective na PS ay idinisenyo para sa pagpapalaki ng isang mahigpit na tinukoy na uri ng microorganism. Ang mga media na ito ay nagsisilbi upang ihiwalay ang mga bakterya mula sa magkahalong populasyon at iiba ang mga ito mula sa mga katulad na species. Ang iba't ibang mga sangkap ay idinagdag sa kanilang komposisyon na pumipigil sa paglaki ng ilang mga species at hindi nakakaapekto sa paglaki ng iba.

Ang daluyan ay maaaring mapili dahil sa halaga ng pH. Kamakailan, ang mga antimicrobial agent tulad ng mga antibiotic at iba pang chemotherapeutic agent ay ginamit bilang media selective agent.

Ang Elective PS ay nakahanap ng malawak na aplikasyon sa paghihiwalay ng mga pathogens ng mga impeksyon sa bituka. Sa pagdaragdag ng malachite o brilliant green, bile salts (sa partikular na sodium taurocholic acid), isang malaking halaga ng sodium chloride o citrate salts, ang paglaki ng Escherichia coli ay pinipigilan, ngunit ang paglaki ng mga pathogen bacteria ng bituka na grupo ay hindi lumala. . Ang ilang elective media ay inihanda sa pagdaragdag ng mga antibiotics.

Ang kulturang media ay binuo upang maging malaya sa mga piling sangkap na maaaring magdulot ng pagkakaiba-iba ng kultura.

Ang pinagsama-samang PS (pagpayaman, saturation) ay media kung saan ang ilang uri ng pananim o grupo ng mga pananim ay lumalaki nang mas mabilis at mas masinsinan kaysa sa mga kasama. Kapag naglilinang sa mga media na ito, ang mga sangkap na nagbabawal ay karaniwang hindi ginagamit, ngunit, sa kabaligtaran, ang mga kanais-nais na kondisyon ay nilikha para sa isang partikular na species na naroroon sa pinaghalong. Ang batayan ng akumulasyon ng media ay apdo at mga asin nito, sodium tetrathionate, iba't ibang mga tina, selenite salts, antibiotics, atbp.

Ginagamit ang preservative media para sa pangunahing inoculation at transportasyon ng materyal na pansubok.

Mayroon ding control PS, na ginagamit upang kontrolin ang sterility at kabuuang bacterial contamination ng antibiotics.

5. Ayon sa hanay ng mga sustansya, nakikilala nila ang:

Minimal na media na naglalaman lamang ng mga mapagkukunan ng pagkain na sapat para sa paglaki;

Mga rich environment, na kinabibilangan ng maraming karagdagang substance.

6. Ayon sa sukat ng paggamit, ang PS ay nahahati sa:

> produksyon (teknolohiya);

> mga kapaligiran para sa siyentipikong pananaliksik na may limitadong saklaw ng aplikasyon.

Ang produksyon ng PS ay dapat na magagamit, matipid, madaling ihanda at gamitin para sa malakihang paglilinang. Ang research media ay kadalasang gawa ng tao at mayaman sa nutrients.

Pagpili ng mga hilaw na materyales para sa pagtatayo ng culture media

Ang kalidad ng PS ay higit na tinutukoy ng pagiging kapaki-pakinabang ng komposisyon ng mga nutrient substrates at mga hilaw na materyales na ginamit para sa kanilang paghahanda. Ang isang malawak na iba't ibang uri ng mga hilaw na materyales ay nagdudulot ng isang mahirap na gawain ng pagpili ng pinaka-maaasahan, na angkop para sa pagdidisenyo ng PS ng kinakailangang kalidad. Ang mapagpasyang papel sa bagay na ito ay nilalaro, una sa lahat, ng mga biochemical na tagapagpahiwatig ng komposisyon ng mga hilaw na materyales, na tumutukoy sa pagpili ng paraan at mga mode ng pagproseso nito upang magawa ang pinaka kumpleto at mahusay na paggamit ng mga sustansya na nilalaman. sa loob.

Upang makakuha ng PS na may partikular na mahahalagang katangian, ang mga tradisyonal na mapagkukunan ng protina ng hayop ay pangunahing ginagamit, lalo na karne baka (baka), kasein, isda at mga produkto ng pagproseso nito. Ang pinaka-ganap na binuo at malawakang ginagamit na PS batay sa karne ng baka.

Dahil sa kakulangan ng Caspian sprat, malawakang ginagamit sa kamakailang nakaraan, mas mura at mas naa-access na mga produktong hindi pagkain ng industriya ng pangingisda - dry krill, krill meat processing waste, filleted walleye pollock at ang overripe na caviar nito - nagsimulang gamitin upang makakuha ng isda. mga batayan ng nutrisyon. Ang pinakalaganap ay fish feed meal (FCM), na nakakatugon sa mga kinakailangan ng biological value, availability at relative standardity.

Ang PS batay sa casein, na naglalaman ng lahat ng mga sangkap na matatagpuan sa gatas: taba, lactose, bitamina, enzymes at asin, ay naging laganap. Gayunpaman, dapat tandaan na dahil sa pagtaas ng halaga ng mga produkto sa pagpoproseso ng gatas, pati na rin ang pagtaas ng demand para sa casein sa merkado ng mundo, ang paggamit nito ay medyo limitado.

Mula sa di-pagkain na mapagkukunan ng protina ng pinagmulan ng hayop, bilang isang hilaw na materyal para sa pagtatayo ng ganap na PS, kinakailangan na ihiwalay ang dugo ng mga pinatay na hayop, na mayaman sa biologically active substances at microelements at naglalaman ng mga produkto ng cellular at metabolismo ng tissue.

Ang mga hydrolysate ng dugo ng mga hayop sa bukid ay ginagamit bilang mga pamalit ng peptone sa differential diagnostic nutrient media.

Ang iba pang mga uri ng mga hilaw na materyales na naglalaman ng protina na pinagmulan ng hayop na maaaring magamit para sa disenyo ng PS ay kinabibilangan ng: ang inunan at pali ng mga baka, tuyong protina na concentrate - isang produkto ng pagproseso ng basura ng karne, split trim na nakuha sa pagproseso ng balat, mga embryo ng manok - isang pag-aaksaya ng paggawa ng bakuna, mga pamalit sa dugo na may expired na, curd whey, malambot na tisyu ng mga mollusc at pinniped.

Nangangako na gumamit ng mga bangkay ng mga hayop na may balahibo mula sa mga fur farm, dugo ng baka na nakuha sa isang planta ng pagproseso ng karne, skimmed milk at whey (basura mula sa mga pabrika ng mantikilya).

Sa pangkalahatan, ang PS na inihanda mula sa mga hilaw na materyales ng pinagmulan ng hayop ay may mataas na nilalaman ng mga pangunahing sangkap ng nutrisyon, kumpleto at balanse sa mga tuntunin ng komposisyon ng amino acid, at lubos na pinag-aralan.

Mula sa mga produkto ng halaman, mais, soybeans, gisantes, patatas, lupine, atbp ay maaaring gamitin bilang substrate ng protina para sa PS. Gayunpaman, ang mga hilaw na materyales sa agrikultura ng gulay ay naglalaman ng protina, ang hindi balanseng komposisyon nito ay depende sa mga kondisyon ng paglilinang ng pananim, pati na rin bilang mga lipid sa mas malaking dami kaysa sa mga produktong pinagmulan ng hayop.

Ang isang malawak na grupo ay binubuo ng PS na ginawa mula sa mga hilaw na materyales ng protina ng microbial na pinagmulan (lebadura, bakterya, atbp.). Ang komposisyon ng amino acid ng mga microorganism na nagsisilbing substrate para sa paghahanda ng PS ay mahusay na pinag-aralan, at ang biomass ng mga microorganism na ginamit ay kumpleto sa mga tuntunin ng komposisyon ng nutrient at nailalarawan sa pamamagitan ng isang pagtaas ng nilalaman ng lysine at threonine.

Ang isang bilang ng mga PS ng pinagsamang komposisyon mula sa mga substrate ng protina ng iba't ibang mga pinagmulan ay binuo. Kabilang dito ang yeast casein broth, yeast meat, atbp. Karamihan sa mga kilalang PS ay batay sa hydrolysates ng casein, karne ng baka at isda (hanggang sa 80%).

Ang tiyak na timbang ng mga hilaw na materyales na hindi pagkain sa teknolohiya ng disenyo ng PS ay 15% lamang at kailangang dagdagan sa hinaharap.

Ang mga hilaw na materyales na hindi pagkain na ginagamit upang makakuha ng isang nutritional base (PS) ay dapat matugunan ang ilang mga kinakailangan, katulad:

^ kumpleto (quantitative at qualitative na komposisyon ng mga hilaw na materyales ay dapat na pangunahing matugunan ang mga nutritional na pangangailangan ng mga microorganism at cell kung saan ang PS ay binuo);

^ abot-kaya (upang magkaroon ng medyo malawak na hilaw na materyal na base);

^ teknolohikal (ang gastos ng pagpapakilala sa produksyon ay dapat isagawa gamit ang mga umiiral na kagamitan o umiiral na teknolohiya);

^ matipid (ang gastos ng pagpapakilala ng teknolohiya kapag lumipat sa mga bagong hilaw na materyales at ang pagproseso nito ay hindi dapat lumampas sa mga pamantayan ng gastos para sa pagkuha ng target na produkto);

^ standard (magkaroon ng mahabang buhay ng istante nang hindi binabago ang mga katangian ng physico-chemical at nutritional value)

Sistemang pana-panahon

Ang periodic culture system ay isang sistema kung saan, pagkatapos ng pagpasok ng bacteria (inoculation) sa nutrient medium, hindi na isinasagawa ang pagdaragdag o pagtanggal ng anumang bahagi maliban sa gas phase. Sinusundan nito na ang periodic system ay maaaring suportahan ang cell reproduction para sa isang limitadong oras, kung saan ang komposisyon ng nutrient medium ay nagbabago mula sa paborable (pinakamainam) para sa kanilang paglaki hanggang sa hindi kanais-nais, hanggang sa kumpletong pagtigil ng paglaki ng cell.

Ang mga mikroorganismo at ang kanilang mga produktong metabolic ay kasalukuyang malawakang ginagamit sa industriya, agrikultura, at gamot.

Kasaysayan ng paggamit ng mga mikroorganismo

Noong 1000 BC, ang mga Romano, Phoenician at mga tao ng iba pang mga sinaunang sibilisasyon ay kumukuha ng tanso mula sa mga tubig ng minahan o tubig na tumatagos sa mga katawan ng mineral. Noong ika-17 siglo Welsh sa England (county of Wales) at noong ika-XVIII siglo. ginamit ng mga Espanyol sa deposito ng Rio Tinto ang prosesong ito ng "leaching" upang kunin ang tanso mula sa mga mineral na naglalaman nito. Ang mga sinaunang minero na ito ay hindi man lang naghinala na ang bakterya ay gumaganap ng isang aktibong papel sa naturang mga proseso ng pagkuha ng metal. Sa kasalukuyan, ang prosesong ito, na kilala bilang bacterial leaching, ay ginagamit sa malaking sukat sa buong mundo upang kunin ang tanso mula sa mahihirap na ores na naglalaman nito at iba pang mahahalagang metal sa maliliit na dami. Ginagamit din ang biological leaching (bagaman hindi gaanong malawak) upang palabasin ang uranium. Maraming mga pag-aaral ang isinagawa sa likas na katangian ng mga organismo na kasangkot sa mga proseso ng pag-leaching ng metal, ang kanilang mga biochemical na katangian at mga posibilidad ng aplikasyon sa larangang ito. Ang mga resulta ng mga pag-aaral na ito ay nagpapakita, sa partikular, na ang bacterial leaching ay maaaring malawakang magamit sa industriya ng pagmimina at, tila, ay ganap na matutugunan ang pangangailangan para sa enerhiya-nagse-save, kapaligiran friendly na mga teknolohiya.

Medyo hindi gaanong kilala, ngunit kasinghalaga, ang paggamit ng mga mikroorganismo sa industriya ng pagmimina upang kunin ang mga metal mula sa mga solusyon. Ang ilang mga progresibong teknolohiya ay nagsasama na ng mga biological na proseso upang makakuha ng mga metal sa isang dissolved state o sa anyo ng mga solidong particle "mula sa washing water na natitira mula sa pagproseso ng mga ores. Ang kakayahan ng mga mikroorganismo na makaipon ng mga metal ay matagal nang alam, at matagal nang pinangarap ng mga mahilig sa paggamit ng mga mikrobyo upang kumuha ng mahahalagang metal mula sa tubig dagat. Ang pananaliksik na isinagawa ay nagtanggal ng ilang pag-asa at higit na tinutukoy ang mga lugar ng aplikasyon ng mga microorganism. Ang pagbawi ng metal kasama ang kanilang pakikilahok ay nananatiling isang magandang paraan upang gamutin ang mga kontaminadong metal na pang-industriyang effluent nang mura, gayundin ang matipid na pagkuha ng mahahalagang metal.

Matagal nang alam ang tungkol sa kakayahan ng mga microorganism na mag-synthesize ng mga polymeric compound; sa katunayan, karamihan sa mga bahagi ng isang cell ay polimer. Gayunpaman, ngayon mas mababa sa 1% ng kabuuang halaga ng mga polymeric na materyales ang ginawa ng microbiological na industriya; ang natitirang 99% ay nakuha mula sa langis. Sa ngayon, ang biotechnology ay walang tiyak na epekto sa teknolohiya ng polimer. Marahil sa hinaharap, sa tulong ng mga microorganism, posible na lumikha ng mga bagong materyales para sa mga espesyal na layunin.

Ang isa pang mahalagang aspeto ng paggamit ng mga microorganism sa pagsusuri ng kemikal ay dapat pansinin - ang konsentrasyon at paghihiwalay ng mga elemento ng bakas mula sa mga dilute na solusyon. Sa pamamagitan ng pagkonsumo at pag-asimilasyon ng mga microelement sa kurso ng kanilang mahahalagang aktibidad, ang mga mikroorganismo ay maaaring piliing maipon ang ilan sa mga ito sa kanilang mga selula, habang nililinis ang mga solusyon sa nutrisyon mula sa mga dumi. Halimbawa, ang mga fungi ay ginagamit upang piliing namuo ang ginto mula sa mga solusyon sa klorido.

Mga Makabagong Aplikasyon

Ginagamit ang microbial biomass bilang feed ng mga baka. Ang microbial biomass ng ilang mga pananim ay ginagamit sa anyo ng iba't ibang panimulang kultura na ginagamit sa industriya ng pagkain. Kaya ang paghahanda ng tinapay, serbesa, alak, espiritu, suka, fermented milk products, keso at maraming produkto. Ang isa pang mahalagang direksyon ay ang paggamit ng mga produktong basura ng mga microorganism. Sa pamamagitan ng likas na katangian ng mga sangkap na ito at sa kanilang kahalagahan para sa tagagawa, ang mga produktong basura ay maaaring nahahati sa tatlong grupo.

1 pangkat ay malalaking molekula na may timbang na molekular. Kabilang dito ang iba't ibang mga enzyme (lipase, atbp.) at polysaccharides. Napakalawak ng kanilang paggamit - mula sa industriya ng pagkain at tela hanggang sa industriya ng langis.

2 pangkat- ito ang mga pangunahing methanobolite, na kinabibilangan ng mga sangkap na kinakailangan para sa paglaki at pag-unlad ng cell mismo: mga amino acid, mga organikong acid, bitamina at iba pa.

3 pangkat- pangalawang methanobolites. Kabilang dito ang: antibiotics, toxins, alkaloids, growth factors, atbp. Ang isang mahalagang bahagi ng biotechnology ay ang paggamit ng mga mikroorganismo bilang biotechnical agent para sa pagbabago o pagbabago ng ilang mga sangkap, paglilinis ng tubig, lupa o hangin mula sa mga pollutant. May mahalagang papel din ang mga mikroorganismo sa paggawa ng langis. Sa tradisyunal na paraan, hindi hihigit sa 50% ng langis ang nakuha mula sa reservoir ng langis. Ang mga basurang produkto ng bakterya, na naipon sa reservoir, ay nag-aambag sa pag-aalis ng langis at ang mas kumpletong paglabas nito sa ibabaw.

Ang malaking papel na ginagampanan ng mga microorganism sa paglikha ng pagpapanatili at pagpapanatili ng pagkamayabong ng lupa. Nakikibahagi sila sa pagbuo ng humus sa lupa - humus. Ginagamit ang mga ito upang mapataas ang mga ani ng pananim.

Sa mga nakalipas na taon, isa pang panimula na bagong direksyon sa biotechnology ay nagsimulang bumuo - cell-free biotechnology.

Ang pagpili ng mga microorganism ay batay sa katotohanan na ang mga microorganism ay may malaking pakinabang sa industriya, sa agrikultura, sa mundo ng hayop at halaman.

Iba pang mga application

Sa medisina

Ang mga tradisyunal na paraan ng paggawa ng bakuna ay batay sa paggamit ng humina o napatay na mga pathogen. Sa kasalukuyan, maraming mga bagong bakuna (halimbawa, para sa pag-iwas sa trangkaso, hepatitis B) ay nakuha sa pamamagitan ng genetic engineering. Ang mga antiviral na bakuna ay nakukuha sa pamamagitan ng pagpasok sa microbial cell ng mga gene ng viral protein na nagpapakita ng pinakamalaking immunogenicity. Kapag nilinang, ang mga naturang cell ay nag-synthesize ng isang malaking halaga ng mga viral protein, na kasunod na kasama sa komposisyon ng mga paghahanda ng bakuna. Mas mahusay na paggawa ng mga viral protein sa mga kultura ng selula ng hayop batay sa teknolohiya ng recombinant na DNA.

Sa paggawa ng langis:

Sa mga nagdaang taon, ang mga paraan ng pinahusay na pagbawi ng langis gamit ang mga microorganism ay binuo. Ang kanilang pananaw ay konektado, una sa lahat, na may kadalian ng pagpapatupad, minimal na intensity ng kapital at kaligtasan sa kapaligiran. Noong 1940s, nagsimula ang pananaliksik sa maraming bansang gumagawa ng langis sa paggamit ng mga mikroorganismo upang pasiglahin ang produksyon sa mga balon ng produksyon at ibalik ang injectivity ng mga balon ng iniksyon.

Sa pagkain at kemikal industriya:

Ang pinaka-kilalang pang-industriya na produkto ng microbial synthesis ay kinabibilangan ng: acetone, alkohol (ethanol, butanol, isopropanol, glycerin), mga organikong acid (citric, acetic, lactic, gluconic, itaconic, propionic), mga pampalasa at mga sangkap na nagpapaganda ng mga amoy (monosodium glutamate). ). Ang demand para sa huli ay patuloy na tumataas dahil sa trend patungo sa mababang calorie at plant-based na pagkain upang magdagdag ng iba't-ibang sa lasa at amoy ng pagkain. Ang mga mabangong sangkap ng pinagmulan ng halaman ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pagpapahayag ng mga gene ng halaman sa mga selula ng microorganism.



Ang isa sa maraming kaharian ng hayop ay bakterya. Sa artikulong ito ay pag-uusapan natin ang papel ng bakterya sa kalikasan at buhay ng tao, ipakikilala natin ang mga pathogenic na kinatawan ng kahariang ito.

Bakterya sa kalikasan

Ang mga buhay na organismo na ito ay kabilang sa mga unang lumitaw sa ating planeta. Ang mga ito ay ipinamamahagi sa lahat ng dako. Ang mga bakterya ay nabubuhay sa ilalim ng mga anyong tubig, sa lupa, at maaaring makatiis sa parehong mababa at mataas na temperatura.

Ang kahalagahan ng mga organismong ito sa kalikasan ay hindi maikakaila. Ito ang bacteria na nagbibigay ng cycle ng mga substance sa kalikasan, na mahalaga sa buhay sa Earth. Ang mga organikong compound sa ilalim ng kanilang impluwensya ay nagbabago at nabubulok sa mga inorganikong sangkap.

Ang mga proseso ng pagbuo ng lupa ay ibinibigay ng mga mikroorganismo sa lupa. Ang mga labi ng mga halaman at hayop ay nabubulok at nagiging humus at humus lamang salamat sa bakterya.

Sa kapaligiran ng tubig, ang mga kinatawan ng kaharian na ito ay ginagamit upang linisin ang mga reservoir, pati na rin ang wastewater. Dahil sa kanilang mahahalagang aktibidad, ginagawang ligtas ng mga bakterya ang mga mapanganib na organikong sangkap sa mga hindi organikong bagay.

kanin. 1. Ang papel ng bacteria sa kalikasan.

mga pathogen

Gayunpaman, may mga bakterya na pumipinsala sa iba pang mga nabubuhay na organismo. Ang mga pathogen ay maaaring magdulot ng sakit sa mga halaman, hayop, at tao. Halimbawa:

• Ang salmonella ay nagdudulot ng typhoid fever;
• Shigella - dysentery;
• Clostridium - tetanus at gangrene;
• Tuberculosis bacillus - tuberculosis
• Staphylococci at streptococci - suppuration, atbp.

Ang mga ruta ng paghahatid ay maaaring iba-iba:

• kapag bumahin, nagsasalita, umuubo mula sa isang taong may sakit;
• sa panahon ng pisikal na pakikipag-ugnay;
• sa tulong ng mga carrier (mga insekto, rodent);
• sa pamamagitan ng pagpasok ng sugat.

Maraming mga sakit ang nagtatapos sa kamatayan, dahil sa kanilang kakayahang umangkop sa mga gamot, ang bakterya ay hindi madaling sirain. Ang modernong agham ay aktibong nakikipaglaban sa mga pathogen, naglalabas ng mga bagong gamot.

kanin. 2. Pathogenic microorganisms.

Ang pag-aaral ng pisyolohiya ng bakterya ay itinatag ni Louis Pasteur noong 1850s. Ang kanyang pananaliksik ay ipinagpatuloy ni M. V. Beyerink at S. N. Vinogradsky, na nag-imbestiga sa kahalagahan ng mga microorganism sa kalikasan.

Paggamit ng bacteria

Natutunan ng sangkatauhan na gumamit ng bakterya para sa sarili nitong kapakinabangan, halimbawa:

• sa paggawa ng mga gamot;

May mga espesyal na uri ng bakterya na may kakayahang gumawa ng pinakamalakas na antibiotic, tulad ng tetracycline at streptomycin. Sa pamamagitan ng kanilang pagkilos, pinapatay nila ang maraming mga pathogen.

• paghahanda ng mga bagong pagkain;
• pagpapalabas ng mga organikong sangkap;
• pagkuha ng fermented milk products (yogurts, starter cultures, kefirs, fermented baked milk);
• paggawa ng iba't ibang uri ng keso;
• paggawa ng alak;
• pag-atsara at pagbuburo ng mga gulay.

kanin. 3. Paggamit ng bacteria ng tao.

Ang mga bakterya ay nabubuhay sa planetang Earth nang higit sa 3.5 bilyong taon. Sa panahong ito, marami silang natutunan at marami silang nababagay. Ngayon sila ay tumutulong sa mga tao. Ang bakterya at tao ay naging hindi mapaghihiwalay. Ang kabuuang masa ng bakterya ay napakalaki. Ito ay humigit-kumulang 500 bilyong tonelada.

Ang mga kapaki-pakinabang na bakterya ay gumaganap ng dalawa sa pinakamahalagang pag-andar sa ekolohiya - inaayos nila ang nitrogen at nakikilahok sa mineralization ng mga organikong nalalabi. Ang papel ng bakterya sa kalikasan ay pandaigdigan. Kasangkot sila sa paggalaw, konsentrasyon at pagpapakalat ng mga elemento ng kemikal sa biosphere ng mundo.

Malaki ang kahalagahan ng bacteria na kapaki-pakinabang sa tao. Binubuo nila ang 99% ng buong populasyon na naninirahan sa kanyang katawan. Salamat sa kanila, ang isang tao ay nabubuhay, humihinga at kumakain.

Mahalaga. Nagbibigay sila ng kumpletong suporta sa buhay.

Ang mga bakterya ay medyo simple. Iminumungkahi ng mga siyentipiko na sila ay unang lumitaw sa planetang Earth.

Mga kapaki-pakinabang na bakterya sa katawan ng tao

Ang katawan ng tao ay pinaninirahan ng parehong kapaki-pakinabang at. Ang umiiral na balanse sa pagitan ng katawan ng tao at bakterya ay pinakintab sa loob ng maraming siglo.

Tulad ng kalkulasyon ng mga siyentipiko, ang katawan ng tao ay naglalaman ng 500 hanggang 1000 iba't ibang uri ng bakterya, o trilyon ng mga kamangha-manghang mga nangungupahan na ito, na hanggang 4 kg ng kabuuang timbang. Hanggang sa 3 kilo ng microbial body ay matatagpuan lamang sa bituka. Ang natitira sa kanila ay nasa urogenital tract, sa balat at iba pang mga cavity ng katawan ng tao. Pinupuno ng mga mikrobyo ang katawan ng isang bagong panganak mula sa mga unang minuto ng kanyang buhay at sa wakas ay bumubuo ng komposisyon ng bituka microflora sa pamamagitan ng 10-13 taon.

Streptococci, lactobacilli, bifidobacteria, enterobacteria, fungi, bituka virus, non-pathogenic protozoa nakatira sa bituka. Ang Lactobacilli at bifidobacteria ay bumubuo ng 60% ng mga bituka na flora. Ang komposisyon ng pangkat na ito ay palaging pare-pareho, sila ang pinakamarami at gumaganap ng mga pangunahing pag-andar.

bifidobacteria

Ang kahalagahan ng ganitong uri ng bakterya ay napakalaki.

• Salamat sa kanila, ang acetate at lactic acid ay ginawa. Sa pamamagitan ng pag-acidify sa kanilang tirahan, pinipigilan nila ang paglaki na nagdudulot ng pagkabulok at pagbuburo.
• Salamat sa bifidobacteria, ang panganib na magkaroon ng mga alerdyi sa pagkain sa mga sanggol ay nabawasan.
• Nagbibigay sila ng mga epekto ng antioxidant at antitumor.
• Ang Bifidobacteria ay kasangkot sa synthesis ng bitamina C.
• Ang bifido- at lactobacilli ay kasangkot sa pagsipsip ng bitamina D, calcium at iron.

kanin. 1. Ang larawan ay nagpapakita ng bifidobacteria. Visualization ng computer.

coli

Ang kahalagahan ng ganitong uri ng bakterya para sa mga tao ay malaki.

• Ang espesyal na atensyon ay binabayaran sa kinatawan ng genus na ito na Escherichia coli M17. Nagagawa nitong gumawa ng sangkap na cocilin, na pumipigil sa paglaki ng isang bilang ng mga pathogenic microbes.
• Sa pakikilahok, ang mga bitamina K, pangkat B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 at B12), folic at nicotinic acid ay na-synthesize.

kanin. 2. Ang larawan ay nagpapakita ng E. coli (3D computer image).

Ang positibong papel ng bakterya sa buhay ng tao

• Sa pakikilahok ng bifido-, lacto-, at enterobacteria, bitamina K, C, grupo B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 at B12), ang folic at nicotinic acid ay synthesize.
• Dahil sa pagkasira ng mga hindi natutunaw na bahagi ng pagkain mula sa itaas na bituka - mga bahagi ng almirol, selulusa, protina at taba.
• Ang intestinal microflora ay nagpapanatili ng water-salt metabolism at ionic homeostasis.
• Dahil sa pagtatago ng mga espesyal na sangkap, ang bituka microflora ay pumipigil sa paglaki ng mga pathogen bacteria na nagdudulot ng pagkabulok at pagbuburo.
• Ang bifido-, lacto-, at enterobacteria ay nakikibahagi sa detoxification ng mga substance na pumapasok mula sa labas at nabubuo sa loob mismo ng katawan.
• Ang bituka microflora ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapanumbalik ng lokal na kaligtasan sa sakit. Salamat dito, ang bilang ng mga lymphocytes, ang aktibidad ng mga phagocytes at ang produksyon ng immunoglobulin A ay tumaas.
• Salamat sa bituka microflora, ang pagbuo ng lymphoid apparatus ay pinasigla.
• Ang paglaban ng epithelium ng bituka sa mga carcinogens ay tumataas.
• Pinoprotektahan ng microflora ang mucosa ng bituka at nagbibigay ng enerhiya sa epithelium ng bituka.
• Kinokontrol nila ang motility ng bituka.
• Ang bituka flora ay nakakakuha ng mga kasanayan upang makuha at alisin ang mga virus mula sa host organism, kung saan ito ay nasa symbiosis sa loob ng maraming taon.
• Malaki ang kahalagahan ng bacteria sa pagpapanatili ng thermal balance ng katawan. Ang bituka microflora ay kumakain sa mga sangkap na hindi natutunaw ng enzymatic system, na nagmumula sa itaas na gastrointestinal tract. Bilang resulta ng mga kumplikadong reaksyon ng biochemical, isang malaking halaga ng thermal energy ang ginawa. Ang init ay dinadala sa buong katawan na may daloy ng dugo at pumapasok sa lahat ng panloob na organo. Kaya naman laging nagyeyelo ang isang tao kapag nagugutom.
• Kinokontrol ng bituka microflora ang reabsorption ng mga bahagi ng acid ng apdo (kolesterol), mga hormone, atbp.

kanin. 3. Sa larawan, ang mga kapaki-pakinabang na bakterya ay lactobacilli (3D computer image).

Ang papel ng bakterya sa paggawa ng nitrogen

ammonifying microbes(nagdudulot ng pagkabulok), sa tulong ng isang bilang ng mga enzyme na mayroon sila, nabubulok nila ang mga labi ng mga patay na hayop at halaman. Kapag ang mga protina ay nabubulok, ang nitrogen at ammonia ay inilabas.

Urobacteria nabubulok ang urea, na inilalabas ng tao at lahat ng hayop sa planeta araw-araw. Malaki ang dami nito at umaabot sa 50 milyong tonelada kada taon.

Ang isang tiyak na uri ng bakterya ay kasangkot sa oksihenasyon ng ammonia. Ang prosesong ito ay tinatawag na nitrofication.

Denitrifying microbes ibalik ang molekular na oxygen mula sa lupa patungo sa atmospera.

kanin. 4. Sa larawan, ang mga kapaki-pakinabang na bakterya ay nagpapa-ammon ng mga mikrobyo. Inilalantad nila ang mga labi ng mga patay na hayop at halaman sa pagkabulok.

Ang papel ng bakterya sa kalikasan: pag-aayos ng nitrogen

Ang kahalagahan ng bacteria sa buhay ng tao, hayop, halaman, fungi at bacteria ay napakalaki. Tulad ng alam mo, kailangan ang nitrogen para sa kanilang normal na pag-iral. Ngunit ang bakterya ay hindi maaaring sumipsip ng nitrogen sa gas na estado. Lumalabas na ang asul-berdeng algae ay maaaring magbigkis ng nitrogen at bumuo ng ammonia ( cyanobacteria), free-living nitrogen fixers at espesyal . Ang lahat ng kapaki-pakinabang na bakteryang ito ay gumagawa ng hanggang 90% ng nakagapos na nitrogen at nagsasangkot ng hanggang 180 milyong tonelada ng nitrogen sa nitrogen fund ng lupa.

Mahusay na nabubuhay ang nodule bacteria sa mga halamang legumin at sea buckthorn.

Ang mga halaman tulad ng alfalfa, gisantes, lupin at iba pang munggo ay may tinatawag na "mga apartment" para sa nodule bacteria sa kanilang mga ugat. Ang mga halaman na ito ay itinatanim sa mga naubos na lupa upang pagyamanin sila ng nitrogen.

kanin. 5. Ang larawan ay nagpapakita ng nodule bacteria sa ibabaw ng ugat na buhok ng isang halamang munggo.

kanin. 6. Larawan ng ugat ng leguminous plant.

kanin. 7. Sa larawan, ang mga kapaki-pakinabang na bakterya ay cyanobacteria.

Ang papel ng bakterya sa kalikasan: ang siklo ng carbon

Ang carbon ay ang pinakamahalagang cellular substance ng mundo ng hayop at halaman, pati na rin ang mundo ng halaman. Binubuo nito ang 50% ng dry matter ng cell.

Maraming carbon ang matatagpuan sa fiber na kinakain ng mga hayop. Sa kanilang tiyan, ang hibla ay nabubulok sa ilalim ng pagkilos ng mga mikrobyo at pagkatapos, sa anyo ng pataba, ay nakakakuha sa labas.

Mabulok ang hibla cellulose bacteria. Bilang resulta ng kanilang trabaho, ang lupa ay pinayaman ng humus, na makabuluhang pinatataas ang pagkamayabong nito, at ang carbon dioxide ay ibinalik sa kapaligiran.

kanin. 8. Ang mga intracellular symbionts ay may kulay na berde, ang masa ng naprosesong kahoy ay may kulay na dilaw.

Ang papel na ginagampanan ng bakterya sa conversion ng phosphorus, iron at sulfur

Ang mga protina at lipid ay naglalaman ng isang malaking halaga ng posporus, ang mineralization na kung saan ay isinasagawa Ikaw. megatherium(mula sa genus ng putrefactive bacteria).

bakterya ng bakal lumahok sa mga proseso ng mineralization ng mga organikong compound na naglalaman ng bakal. Bilang resulta ng kanilang mga aktibidad, isang malaking halaga ng iron ore at ferromanganese deposit ang nabuo sa mga latian at lawa.

Sulfur bacteria nabubuhay sa tubig at lupa. Marami sa kanila sa pataba. Lumahok sila sa proseso ng mineralization ng mga sangkap na naglalaman ng asupre ng organikong pinagmulan. Sa proseso ng agnas ng mga organikong sangkap na naglalaman ng asupre, ang hydrogen sulfide gas ay pinakawalan, na lubhang nakakalason sa kapaligiran, kabilang ang lahat ng nabubuhay na bagay. Ang sulfur bacteria, bilang resulta ng kanilang mahahalagang aktibidad, ay ginagawang hindi aktibo, hindi nakakapinsalang tambalan ang gas na ito.

kanin. 9. Sa kabila ng tila walang buhay, may buhay pa rin sa Rio Tinto River. Ito ay iba't ibang iron-oxidizing bacteria at marami pang ibang species na makikita lamang sa lugar na ito.

kanin. 10. Green sulfur bacteria sa column ng Winogradsky.

Ang papel na ginagampanan ng bakterya sa kalikasan: mineralization ng mga organikong nalalabi

Ang mga bakterya na aktibong bahagi sa mineralization ng mga organikong compound ay itinuturing na mga tagapaglinis (orderlies) ng planetang Earth. Sa kanilang tulong, ang organikong bagay ng mga patay na halaman at hayop ay nagiging humus, na ang mga mikroorganismo sa lupa ay nagiging mga mineral na asing-gamot, na napakahalaga para sa pagbuo ng mga sistema ng ugat, tangkay at dahon ng mga halaman.

kanin. 11. Ang mineralization ng mga organikong sangkap na pumapasok sa reservoir ay nangyayari bilang resulta ng biochemical oxidation.

Ang papel ng bakterya sa kalikasan: pagbuburo ng mga pectin

Ang mga selula ng mga organismo ng halaman ay nagbubuklod sa isa't isa (semento) na may espesyal na sangkap na tinatawag na pectin. Ang ilang mga uri ng butyric acid bacteria ay may kakayahang mag-ferment ng sangkap na ito, na, kapag pinainit, ay nagiging gelatinous mass (pectis). Ang tampok na ito ay ginagamit kapag binabad ang mga halaman na naglalaman ng maraming mga hibla (flax, abaka).

kanin. 12. Mayroong ilang mga paraan upang makakuha ng mga trust. Ang pinakakaraniwan ay ang biological na pamamaraan, kung saan ang koneksyon ng fibrous na bahagi sa mga nakapaligid na tisyu ay nawasak sa ilalim ng impluwensya ng mga microorganism. Ang proseso ng pagbuburo ng mga sangkap ng pectin ng mga halaman ng bast ay tinatawag na lobe, at ang basang dayami ay tinatawag na tiwala.

Ang papel ng bakterya sa paglilinis ng tubig

bacteria na nagpapadalisay ng tubig, patatagin ang antas ng kaasiman nito. Sa kanilang tulong, ang mga ilalim na sediment ay nabawasan, ang kalusugan ng mga isda at halaman na naninirahan sa tubig ay nagpapabuti.

Kamakailan, isang grupo ng mga siyentipiko mula sa iba't ibang bansa ang nakatuklas ng bacteria na sumisira sa mga detergent na bahagi ng mga synthetic na detergent at ilang gamot.

kanin. 13. Ang aktibidad ng xenobacteria ay malawakang ginagamit upang linisin ang mga lupa at anyong tubig na kontaminado ng mga produktong langis.

kanin. 14. Mga plastik na dome na nagpapadalisay ng tubig. Naglalaman ang mga ito ng heterotrophic bacteria na kumakain ng carbon-containing material at autotrophic bacteria na kumakain ng ammonia at nitrogen-containing material. Ang sistema ng tubo ay nagpapanatili sa kanila na buhay.

Ang paggamit ng bacteria sa pagpapayaman ng ores

Kakayahan thionic sulfur-oxidizing bacteria ginamit upang pagyamanin ang tanso at uranium ores.

kanin. 15. Sa larawan, ang mga kapaki-pakinabang na bakterya ay Thiobacilli at Acidithiobacillus ferrooxidans (electron micrograph). Nagagawa nilang mag-extract ng mga copper ions para sa pag-leaching ng mga basura na nabuo sa panahon ng flotation enrichment ng sulfide ores.

Ang papel ng bakterya sa butyric fermentation

Butyric microbes ay sa lahat ng dako. Mayroong higit sa 25 mga uri ng mga microbes na ito. Nakikilahok sila sa proseso ng agnas ng mga protina, taba at carbohydrates.

Ang butyric fermentation ay sanhi ng anaerobic spore-forming bacteria na kabilang sa genus Clostridium. Nagagawa nilang mag-ferment ng iba't ibang mga asukal, alkohol, mga organikong acid, almirol, hibla.

kanin. 16. Sa larawan, butyric microorganisms (computer visualization).

Ang papel ng bakterya sa buhay ng hayop

Maraming mga species ng mundo ng hayop ang kumakain ng mga halaman, na batay sa hibla. Upang matunaw ang hibla (cellulose) na mga hayop ay tinutulungan ng mga espesyal na mikrobyo, ang tirahan nito ay ilang mga seksyon ng gastrointestinal tract.

Kahalagahan ng bacteria sa pag-aalaga ng hayop

Ang mahahalagang aktibidad ng mga hayop ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng pataba. Mula dito, ang ilang mikroorganismo ay maaaring gumawa ng methane ("marsh gas"), na ginagamit bilang panggatong at hilaw na materyal sa organic synthesis.

kanin. 17. Methane gas bilang panggatong para sa mga sasakyan.

Ang paggamit ng bakterya sa industriya ng pagkain

Napakalaki ng papel ng bacteria sa buhay ng tao. Ang lactic acid bacteria ay malawakang ginagamit sa industriya ng pagkain:

• sa paggawa ng curdled milk, keso, kulay-gatas at kefir;
• kapag nagbuburo ng repolyo at pag-aatsara ng mga pipino, nakikibahagi sila sa pag-ihi ng mga mansanas at pag-aatsara ng mga gulay;
• nagbibigay sila ng isang espesyal na lasa sa mga alak;
• gumagawa ng lactic acid, na nagbuburo ng gatas. Ang ari-arian na ito ay ginagamit para sa paggawa ng curdled milk at sour cream;
• sa paghahanda ng mga keso at yogurt sa isang pang-industriyang sukat;
• Ang lactic acid ay nagsisilbing isang pang-imbak sa panahon ng proseso ng brining.

Ang lactic acid bacteria ay milk streptococci, creamy streptococci, bulgarian, acidophilic, grain thermophilic at cucumber sticks. Ang mga bakterya ng genus Streptococcus at Lactobacillus ay nagbibigay sa mga produkto ng mas makapal na pagkakapare-pareho. Bilang resulta ng kanilang mahahalagang aktibidad, bumubuti ang kalidad ng mga keso. Binibigyan nila ang keso ng isang tiyak na lasa ng keso.

kanin. 18. Sa larawan, ang mga kapaki-pakinabang na bakterya ay lactobacilli (pink), Bulgarian stick at thermophilic streptococcus.

kanin. 19. Sa larawan, ang mga kapaki-pakinabang na bakterya ay ang kefir (Tibetan o gatas) na kabute at lactic acid sticks bago direktang ipasok sa gatas.

kanin. 20. Mga produkto ng pagawaan ng gatas.

kanin. 21. Ang Thermophilic streptococci (Streptococcus thermophilus) ay ginagamit sa paghahanda ng mozzarella cheese.

kanin. 22. Mayroong maraming mga pagpipilian para sa amag penicillin. Ang velvety crust, greenish veins, kakaibang lasa at medicinal ammonia aroma ng mga keso ay kakaiba. Ang lasa ng kabute ng mga keso ay depende sa lugar at tagal ng pagkahinog.

kanin. 23. Bifiliz - isang biological na paghahanda para sa oral administration, na naglalaman ng isang masa ng live na bifidobacteria at lysozyme.

Ang paggamit ng yeast at fungi sa industriya ng pagkain

Pangunahing ginagamit ng industriya ng pagkain ang yeast species na Saccharomyces cerevisiae. Nagsasagawa sila ng alcoholic fermentation, kaya naman malawak itong ginagamit sa baking business. Ang alkohol ay sumingaw habang nagluluto, at ang mga bula ng carbon dioxide ay bumubuo sa mumo ng tinapay.

Mula noong 1910, ang lebadura ay idinagdag sa mga sausage. Ang lebadura ng species na Saccharomyces cerevisiae ay ginagamit para sa paggawa ng mga alak, beer at kvass.

kanin. 24. Ang Kombucha ay isang friendly symbiosis ng mga stick ng suka at lebadura. Lumitaw ito sa aming lugar noong nakaraang siglo.

kanin. 25. Ang tuyo at basa na lebadura ay malawakang ginagamit sa industriya ng pagluluto sa hurno.

kanin. 26. Microscopic view ng Saccharomyces cerevisiae yeast cells at Saccharomyces cerevisiae - "real" wine yeast.

Ang papel ng bakterya sa buhay ng tao: oksihenasyon ng acetic acid

Pinatunayan din ni Pasteur na ang mga espesyal na mikroorganismo ay nakikibahagi sa oksihenasyon ng acetic acid - mga stick ng suka na malawak na matatagpuan sa kalikasan. Naninirahan sila sa mga halaman, tumagos sa mga hinog na gulay at prutas. Marami sa kanila sa mga adobo na gulay at prutas, alak, beer at kvass.

Ang kakayahan ng mga stick ng suka na mag-oxidize ng ethyl alcohol sa acetic acid ay ginagamit ngayon upang makagawa ng suka na ginagamit para sa mga layunin ng pagkain at sa paghahanda ng feed ng hayop - ensiling (canning).

kanin. 27. Ang proseso ng ensiling fodder. Ang silage ay isang makatas na feed na may mataas na nutritional value.

Ang papel ng bakterya sa buhay ng tao: ang paggawa ng mga gamot

Ang pag-aaral ng mahahalagang aktibidad ng microbes ay nagbigay-daan sa mga siyentipiko na gumamit ng ilang bakterya para sa synthesis ng mga antibacterial na gamot, bitamina, hormones at enzymes.

Tumutulong sila na labanan ang maraming mga nakakahawang sakit at viral. Karamihan sa mga antibiotic ay ginawa actinomycetes, mas madalas non-micellar bacteria. Ang penicillin, na nagmula sa fungi, ay sumisira sa cell wall ng bacteria. Streptomycetes gumawa ng streptomycin, na hindi aktibo ang ribosomes ng microbial cells. hay sticks o Bacillus subtilis acidify ang kapaligiran. Pinipigilan nila ang paglaki ng putrefactive at conditional pathogenic microorganisms dahil sa pagbuo ng isang bilang ng mga antimicrobial substance. Gumagawa ang hay stick ng mga enzyme na sumisira sa mga sangkap na nabuo bilang resulta ng nabubulok na pagkabulok ng mga tisyu. Kasangkot sila sa synthesis ng mga amino acid, bitamina at immunoactive compound.

Gamit ang teknolohiya ng genetic engineering, ngayon natutunan ng mga siyentipiko na gumamit para sa paggawa ng insulin at interferon.

Ang isang bilang ng mga bakterya ay dapat na gamitin upang makabuo ng isang espesyal na protina na maaaring idagdag sa feed ng hayop at pagkain ng tao.

kanin. 28. Sa larawan, mga spores ng hay bacillus o Bacillus subtilis (pinturahan ng asul).

kanin. 29. Ang Biosporin-Biopharma ay isang domestic na gamot na naglalaman ng apathogenic bacteria ng genus Bacillus.

Paggamit ng bakterya upang makagawa ng mga ligtas na herbicide

Ngayon, ang pamamaraan ay malawakang ginagamit phytobacteria para sa produksyon ng mga ligtas na herbicide. lason Bacillus thuringiensis naglalabas ng Cry-toxins na mapanganib para sa mga insekto, na ginagawang posible na gamitin ang tampok na ito ng mga microorganism sa paglaban sa mga peste ng halaman.

Ang paggamit ng bacteria sa paggawa ng mga detergent

Mga protease o pinuputol ang mga peptide bond sa pagitan ng mga amino acid na bumubuo sa mga protina. Sinisira ng amylase ang almirol. hay stick (B. subtilis) gumagawa ng mga protease at amylase. Ang bacterial amylases ay ginagamit sa paggawa ng laundry detergent.

kanin. 30. Ang pag-aaral ng mahahalagang aktibidad ng microbes ay nagpapahintulot sa mga siyentipiko na ilapat ang ilan sa kanilang mga katangian para sa kapakinabangan ng tao.

Ang kahalagahan ng bacteria sa buhay ng tao ay napakalaki. Ang mga kapaki-pakinabang na bakterya ay palaging kasama ng tao sa maraming millennia. Ang gawain ng sangkatauhan ay hindi guluhin ang maselang balanseng ito na nabuo sa pagitan ng mga mikroorganismo na naninirahan sa loob natin at sa kapaligiran. Napakalaki ng papel ng bacteria sa buhay ng tao. Ang mga siyentipiko ay patuloy na natutuklasan ang mga kapaki-pakinabang na katangian ng mga microorganism, ang paggamit nito sa pang-araw-araw na buhay at sa produksyon ay limitado lamang sa kanilang mga katangian.

Mga artikulo sa seksyong "Ano ang alam natin tungkol sa mga mikrobyo"Pinaka sikat